通过高精度三维连片叠前时间偏移地震资料的构造解释，系统分析了南堡凹陷断裂系统剖面构造样式和平面组合特征，并根据29条主干地质剖面变形演化的平衡剖面恢复结果，编制了新生代7个主要地层界面28幅不同时期的断裂分布图，厘定了新生代构造变形期次，并详细探讨了各主要断裂系统演化规律。在此基础上，设计了一系列剖面、平面模型，对南堡凹陷典型构造样式和平面组合关系进行了系统的构造物理模拟实验，深入探讨了南堡凹陷新生代构造形成机制。基于上述研究结果，并结合油气勘探资料，简要分析了南堡凹陷断裂系统演化与油气运聚的关系。 南堡凹陷整体上是西南庄断层及柏各庄断层等铲式或平面式边界断层控制的北断南超型半地堑盆地。二级构造带发育复式“Y”型、复式“X”型、“Y”与“X”复合型、“阶梯”型、“多米诺”型和“铲式扇”型等多种构造样式，以复式“Y”型、复式“X”型及“Y”与“X”复合型样式为主。剖面模型的物理模拟实验结果表明，复式“Y”型样式的形成与铲式断层的伸展作用有关，而“X”型样式的产生受控于基底的均匀伸展作用。 29条主干地质剖面的时间-伸展率曲线图表明，南堡凹陷新生代变形演化史分为五期：①Es2+3沉积时期为高速伸展期；②Es1沉积时期为慢速伸展期：③Ed3-Ed1沉积时期为快速伸展期；④Ng沉积时期为平静期；⑤Nm-Q沉积时期为加速伸展期。其中①-③期处于古近纪裂陷阶段，④-⑤期处于新近纪以来的拗陷阶段。古近纪裂陷演化主要受边界断层及二级断层的演化规律控制，以发育复式“Y”型构造样式为主要特征，推测中下地壳以单剪伸展变形为主。新近纪拗陷阶段发育弥散性分布的小断层，复式“X”型样式为其主要特征，推测中下地壳以纯剪伸展变形为主。中下地壳韧性变形方式的转换可能控制了南堡凹陷新生代构造样式的复合与叠加作用。 根据构造样式及断裂组合关系，南堡凹陷古近纪断裂分布具有显著分区性，主要受边界断层及凹陷内二级断层控制，构成了不同的断裂系统。新生代各主要地层界面不同时期断裂分布特征表明，南堡凹陷断裂系统演化具有显著的继承性发育规律，仅局部断裂系统受先存断裂影响，由此判断南堡凹陷的新生代构造演化应具有统一的运动学体制。 平面模型的物理模拟实验结果表明，南堡凹陷新生代构造是南-北向伸展的结果，主要受控于边界特定的几何条件，无需用多期构造或先存走滑断裂的复合作用就可合理解释。盆内先存断裂存在与否的对比实验结果显示，早期断裂可影响新生断裂的展布形式。 南堡凹陷断裂系统的演化为油气提供了有利圈闭场所，作为油气运聚的主要通道，断裂系统的展布控制了油气宏观分布规律。