本论文按照盆地分析整体、动态、综合的原则，综合应用地质、数学、地球物理及地球化学新方法，对海拉尔盆地热演化史及油气成藏历史进行了深入的研究，取得了一些新的认识。 通过对大量的测温资料回归分析，认为海拉尔盆地现今地温梯度变化不大，平均为3.0℃／100m，现今大地热流平均为59mWm^-2，海拉尔盆地为一个中温型盆地。海拉尔盆地的地温梯度的分布受大的走滑断裂和凹陷拉张程度的控制，盆地南部凹陷拉张量较大，地温梯度也较高。 海拉尔盆地相同层位热演化程度总体上具有南高北低的特点，在各个凹陷中心部位相同层位烃源岩热演化程度高于凹陷边缘部位。海拉尔盆地北部绝大部分地区大磨拐河组烃源岩未成熟，南部大磨拐河组烃源岩普遍进入低成熟生油阶段。在海拉尔盆地北部凹陷南屯组烃源岩处于未成熟-低成熟阶段；南部凹陷南屯组热演化程度较高，普遍处于成熟生油阶段，局部已处于高成熟生油阶段。南屯组是海拉尔盆地的主力生油层位，是海拉尔盆地主要找油区。 应用多种古地温方法恢复了海拉尔盆地古地温及古地温梯度，盆地平均古地温梯度在3.46～4.20℃／100m之间，明显高于现今地温梯度，平均古大地热流高于现今大地热流值，古今地温对比表明部分凹陷古地温高于今地温，烃源岩最大古地温是在伊敏组末达到的，烃源岩热演化程度受古地温场控制。 在镜质体反射率Ro演化史和干酪根成烃演化史的基础上分析了烃源岩成烃过程，在部分凹陷新生代以来烃源岩有二次生烃过程。 应用饱和压力法、储层伊利石测年法及流体包裹体测温法等方法并结合热史模拟、埋藏史，分析了海拉尔盆地油气成藏期次。海拉尔盆地油气成藏期次主要分为两大阶段：第一阶段在伊敏组沉积晚期；第二阶段在青元岗组沉积以来。伊敏组沉积晚期是海拉尔盆地最重要的成藏时期。青元岗组沉积以来发生过近东西向的挤压反转，使已形成的油气藏重新调整及二次生成的油气二次注入成藏。现今的油气藏是青元岗组沉积以来油气藏重新调整的结果，这一阶段油气成藏对海拉尔盆地油气勘探很重要。