论文以塔里木盆地西北缘奥陶系大湾沟组碳酸盐岩为研究对象,以沉积学、古生物学与沉积地球化学等理论为指导,结合前人在构造、地层与古生物等方面的最新进展,采用野外露头、室内鉴定分析、沉积地球化学测试分析等综合分析方法,在大湾沟组地层划分研究基础上,利用点计数法、聚类分析、显微薄片微相分析,对研究区大湾沟组进行定性、定量微相划分及特征分析。根据沉积相识别标志,结合岩石类型与微相序列组合等特征,对大湾沟组沉积相进行划分,并阐述其垂向演化特征。依据主量元素、微量元素及稀土元素地球化学测试分析结果,分析了大湾沟组沉积期古气候、古水深、古盐度与氧化-还原条件等古环境特征。（1）塔里木盆地西北缘奥陶系大湾沟组薄层状瘤状灰岩发育稳定,以富含多种生物（屑）为特征,依据颗粒与基质的类型特征及相对含量等,将研究区大湾沟组灰岩主要划分为8种类型,分别为:微晶生屑灰岩、（含）生屑微晶灰岩、泥晶灰岩、含生屑微晶含云灰岩、含云硅质灰岩、（含）硅质灰岩、不等晶砂屑灰岩与不等晶（含）生屑-内碎屑灰岩。（2）通过对研究区大湾沟组微相类型与特征研究,识别出石灰岩、过渡岩两类岩石,可进一步识别出11种微相类型（MF1-MF11）,最为常见的微相类型有7种,分别为:泥晶灰岩（MF1）、不等晶（含）生屑-内碎屑灰岩（MF2）、微晶生屑灰岩（MF4）、生屑微晶灰岩（MF5）、含生屑微晶灰岩（MF6）、不等晶砂屑灰岩（MF8）、（含）（含云）硅质灰岩（MF11）。大湾沟组沉积演化过程中发育4种微相组合序列（MA1-MA4）,分别为:低能薄层中缓坡滩间海微相序列（MA1）、低能薄层中缓坡生屑滩微相序列（MA2）、中-低能薄层中缓坡粒屑滩微相序列（MA3）、中-高能薄层中缓坡内碎屑滩微相序列（MA4）。（3）在沉积微相分析基础上,结合鹰山组-大湾沟组-萨尔干组沉积演化过程的综合分析,表明塔西北大湾沟组为碳酸盐缓坡沉积相;根据沉积微相及组合特征、正常浪基面与风暴浪基面位置,可进一步细分为低能的中缓坡、外缓坡2个亚相;其中,中缓坡可识别出内碎屑滩、粒屑滩、生物碎屑滩与滩间海4种微相类型。（4）塔里木盆地西北缘在鹰山组-大湾沟组-萨尔干组沉积演化过程中,经历了鹰山组厚层碳酸盐岩内缓坡沉积→大湾沟组薄层瘤状灰岩中-外缓坡沉积→萨尔干组黑色页岩盆地相沉积。（5）将研究区大湾沟组微相特征与岩石地球化学测试分析相结合,对塔里木盆地西北缘大湾沟组古盐度、氧化-还原条件与古水深等古环境参数展开综合分析,认为在大湾沟组沉积过程中,主量元素、微量元素含量波动比较频繁,体现了大湾沟组沉积期古环境的不稳定性。通过对Sr/Ba、V/（V+Ni）、Rb/K、Th/U、Ni/Co与Sr/Cu比值的计算分析,表明在研究区大湾沟组向萨尔干组沉积演化过程中水体呈现出波动加深的特征,古气候表现为从干旱气候向潮湿气候过渡,沉积水体在大湾沟剖面大湾沟组下部处于弱氧化环境,至大湾沟组上部随着水体加深,逐渐过渡为还原环境;羊吉坎剖面在大湾沟组-坎岭组早期处于氧化-还原的动荡状态,至大湾沟组中上部开始向还原环境转化,并趋于稳定。地球化学分析结果与沉积微相分析大湾沟组→萨尔干组水体加深的认识一致。