由于吐哈盆地古生界勘探程度较低,目前对盆地石炭系—二叠系的残余地层分布、二叠系原始地层厚度及火山岩研究还不够系统和深入,但是相邻的三塘湖盆地和吐哈盆地有着相似的构造背景,近年来对三塘湖盆地石炭系的勘探取得了较好的效果,测井和露头资料等的分析显示吐哈盆地石炭系—二叠系地层火山岩也具有较大的研究价值,因此通过对其残余地层分布、原始地层厚度恢复、火山岩等的研究有利于揭示吐哈盆地深层油气藏的分布规律,早日实现吐哈盆地的油气突破。本论文以构造地质学、石油地质学、火山岩分析等理论方法为基础,结合地震地质、测井等方法,综合盆地区域背景及局部构造状况,并参考前人研究成果,结合掌握的地震、地质和钻井资料,分析吐哈盆地石炭系—二叠系残余地层分布特征,在对盆地残余地层分布的基础上,恢复了盆地二叠系原始地层厚度,并以盆地大河沿地区和哈密地区为例,在地震剖面上识别火山岩,搞清石炭系—二叠系吐哈盆地哈密地区和大河沿地区火山岩分布规律以及该时期的构造背景。吐哈盆地是一个经历了多期次构造运动的挤压型叠合盆地,多次的构造抬升作用造就了吐哈盆地石炭系—二叠系现今地层的分布特征。盆地石炭系地层广泛沉积,厚度较大,上石炭统最大厚度超过3000m;下二叠统在布尔加凸起、黄田凸起和大南湖隆起周围缺失,在哈密坳陷最大沉积厚度超过1800mm;中二叠统区域分布,在盆地北部最大沉积厚度超过1000m;上二叠统主要分布在台北凹陷,最大沉积厚度超过700m。盆地东部哈密坳陷石炭系—二叠系火山岩主要分布在研究区中北部,可能形成构造—火山岩复合油气藏。晚石炭世哈密坳陷北部为浅海—半深海环境,早二叠世为海陆过渡环境。盆地西部大河沿地区下二叠统火山岩广泛分布,反映了博格达一带为陆内裂谷。