本论文以现代沉积学、层序地层学、石油地质学的理论为指导,以塔里木盆地三叠系为研究对象,系统开展沉积体系、层序地层学及有利区带预测研究,为塔里木盆地三叠系进一步油气勘探提供重要的基础地质资料。论文充分利用盆地内钻井岩心、测井响应及相序组合等标志,塔北-塔中地区三叠系共识别出5类沉积体系和26个沉积微相。重点查明了三叠系发育了辫状河三角洲、扇三角洲和湖底扇沉积体系,并建立了坳陷湖盆缓坡带辫状河三角洲模式、深水湖底扇模式及坳陷湖盆陡坡带扇三角洲模式。以经典层序地层学及陆相层序地层学最新进展为理论基础,在精细沉积体系划分及沉积微相特征研究基础上,综合运用地震、钻测井、岩心和分析化验资料,从层序界面识别入手,对塔北-塔中地区三叠系进行层序地层分析。依据沉积学、古生物学、地球物理及地球化学等标志,共识别出了5个层序界面(SB1-SB5)。层序界面性质主要包括不整合面、超覆面、测井曲线形态突变面、旋回叠加方式转换面、侵蚀冲刷面和岩性、岩相转换面等多种类型,其中以侵蚀冲刷面和岩性、岩相转换面最为普遍。在上述关键界面识别基础上,首次在整个塔北-塔中坳陷内将三叠系划分出4个三级层序(SQ1-SQ4)。各层序发育低位体系域(LST)、湖侵体系域(TST)和高位体系域(HST),有些被削蚀的部位缺少HST,在有些深凹区缺少LST。通过对过渡相带关键井的层序特征分析,结合地震剖面的精确标定,建立了研究区的等时地层格架。研究区东西向层序发育个数可以较好地对比,塔中地区上部层序局部隆升缺失,塔北隆起下部层序沉积缺失。结合层序充填过程及层序发育的主控因素分析,建立了两种层序充填模式:①以塔北-塔中湖盆东部和东南部的斜坡部位为典型代表的缓坡坡折背景的层序充填模式;②以塔北隆后带的斜坡部位为典型代表的陡坡带型层序充填模式。在三级层序(相当于长期旋回)和沉积体系研究基础上,首次采用上升和下降相域作为编图单元对塔北-塔中地区三叠纪进行了层序岩相古地理编图。系统分析了全盆地三叠系各三级层序相域沉积相展布规律与时空演化特征。在上述研究的基础上,系统分析了塔里木盆地三叠系烃源岩、储集岩和盖层的特征,以及在层序格架中的组合类型和特征。塔北-塔中地区三叠系层序格架内发育有4套区域性生储盖组合,进一步划分为自生自储自盖、上生下储上盖和下生中储上盖三种生储盖组合类型,从宏观上控制了塔北-塔中地区三叠系油气的分布。结合塔里木盆地三叠系油气勘探现状,提出了塔北-塔中地区有利的勘探目标。