沉积盆地的沉降、埋藏和剥露过程可以直接用于探讨盆地充填、油气成藏以及构造演化历史。西藏中生代羌塘盆地和马乡-林周盆地蕴含了大量关于高原早期演化、气候变化和油气成藏等方面的关键信息。尽管科学意义重大,有关盆地性质及地层沉积环境等方面仍然存在较大争议。本论文以中生代羌塘盆地海相地层和马乡-林周盆地设兴组为研究对象,通过地层学、沉积学和地质年代学等手段,对盆地的沉降、埋藏和剥露历史进行了恢复,取得了关于沉积环境、青藏高原初始隆升及盆地演化与油气成藏关系等方面的新认识。根据沉降历史与低温热年代学分析,北羌塘盆地为后缘前陆盆地。南羌塘盆地的沉降历史可以划分为前缘前陆盆地和后缘前陆盆地两个演化阶段;前者在沉降曲线上表现为加速沉降,后一阶段与北羌塘沉降过程相似。高原中部羌塘盆地的沉降过程恢复证明其在~148 Ma开始出现地壳增厚。热年代学分析证明,高原中部最早的快速剥露发生在140-80 Ma之间。埋藏史和生烃史分析揭示,羌塘盆地经历过两次生油高峰,其中,中生代形成的油气圈闭遭受新生代强烈逆冲推覆构造破坏,不利于油气保存。中新世为盆地主要生油期,且后期构造以伸展构造为主,规模小、时间短,对油气改造有限。冈底斯弧后陆相设兴组岩性三段性明显,沉积环境为砂质曲流河-洪泛平原-曲流河,时代为晚白垩世(100-80 Ma)。砂岩碎屑组分、古水流以及碎屑锆石年龄表明,冈底斯岩浆弧和拉萨地体石炭纪-三叠纪沉积地层为设兴组的主要物源。热年代学研究表明,印度-欧亚碰撞前75-60 Ma设兴组发生褶皱变形,安第斯型的冈底斯山弧开始形成,拉萨地体南缘开始获得高海拔地势。结合高原中部剥露过程,印度-欧亚碰撞前北羌塘盆地在80-70 Ma已形成高原,随后青藏高原的生长过程向南扩展,至75-60 Ma拉萨地体南缘开始隆升,最终45-40 Ma拉萨-羌塘地体逐渐形成了原始高原的雏形。