鄂尔多斯盆地西缘北起桌子山、南至平凉,西以贺兰山、六盘山弧形构造带为界,东至天环坳陷一带,是一个南北向狭长的构造带,其处于我国东西两大构造域结合部位,构造极其复杂,岩性变化也较大。针对西缘的基础地质研究及油气勘探均起步较早,但至今仍存在很多问题,研究程度相对较低,油气勘探也未取得大的突破,原因在于西缘地区构造极为复杂,地震成像较难,早期受科学技术限制,难以获得高精度地震资料。近年来,随着科学技术水平的提高及地震资料处理技术的飞速发展,2012年中石油长庆油田重新展开西缘地区油气勘探,对早期地震测线进行重新处理并采集众多高精度地震测线,为研究西缘真正的地质结构特征提供了关键性的资料基础。此外,对西缘的地质结构研究需要新的理论进行指导,并对此展开系统性、综合性分析。因此,在这一基础之上将会对西缘地质结构形成更准确、更真实的认识,具有一定的科学意义,同时,对西缘地区油气勘探也会具有一定指导作用,具有直接的生产意义。本文以断层相关褶皱等理论为指导,利用最新钻井资料、高精度的地震资料展开精细构造解释,并结合浅表地质信息、年代学约束,对研究区地质结构特征进行定量、定性分析,在此基础上提出新的分段划分方案,总结各段地质结构特征及形成演化特征,定量的探讨各段演化差异性,并根据研究区油气地质基本特征分析其成藏演化过程及预测有利勘探区带,通过研究主要取得以下几点认识:(1)西缘地区为―早期拉张、晚期挤压的反转型多重滑脱构造变形系统‖的模式。在晚元古代及早石炭世、新生代初期(部分地区)为拉张期,而在三叠纪末期、侏罗纪等为挤压期,整体表现为多期次、多阶段的复杂构造演化特征,并存在多套滑脱层,如寒武系底部泥页岩层、石炭-二叠系煤层、三叠系泥岩层及侏罗系煤层等。因此,表现为一套多期次、反转型多重滑脱构造变形系统;(2)西缘地区主体为燕山期的构造带。通过针对地层不整合面、生长地层、断裂等精细解析并结合低温热年代学等方法,厘定了西缘的构造变形期次,认为各地区虽然存在差异隆升,但主要的逆冲推覆阶段为晚侏罗世,三叠纪末期虽已出现局部挤压,但幅度不大,真正的主要逆冲推覆时期限定在晚侏罗世,并在白垩纪至现今持续发展,对前期形成的构造不断进行改造和复杂化,而各地区由于受力方向、大小及自身岩性存在差异,最终导致各地区地质结构出现明显差异;(3)西缘地区具有明显的分段性,并且各段具有明显不同的几何学、运动学特征,总体可将其分为两大构造带,即西缘冲断带及西缘断陷带。与前人研究不同,本次论文通过轴面分析的方法对西缘地区高精度地震剖面进行精细解释,进一步将西缘冲断带划分为5个构造段,即磁窑堡段、马家滩段、惠安堡段、沙井子段及彭阳段。各段均以逆冲推覆为主,但其地质特征存在明显的差异,其中磁窑堡段结构较为简单,为一主要受控于底部构造控制的背斜,马家滩段表现为明显不同双层结构特征,构造主要发育于石炭系以上地层内,惠安堡段、沙井子段及彭阳段均为厚皮构造,但各段地层抬升、断层倾角变化等均具有明显的不同。而西缘断陷带即银川地堑,其在新生代以前同样受逆冲推覆作用,并且抬升幅度最高、地层剥蚀最为严重,而在新生代变为拉张环境,表现为一半地堑结构,现今横山堡段断层倾向与相邻各段相反,推测其应为早期银川地堑地区的后冲带而最终改造;(4)西缘地区存在多套烃源岩、多套储集层及多套区域性盖层,具有与盆地本部相同的油气基本特征,存在多套储盖组合,构造发育及形成时期与烃源岩主生排烃期具有良好的匹配性,有利于油气在早期或同期形成的圈闭中聚集,主要成藏时期为早白垩世中晚期,后期构造运动表现为对古油藏的破坏或改造。因此,在通过对全区地质结构及演化期次研究的基础上,结合其油气基本特征、成藏特征分析综合分析,认为研究区存在两大有利勘探区带,即烟墩山目标及沙井子目标,具有形成岩性及构造-岩性油气藏的潜力。