北部湾盆地为我国南海西北部的新生代断陷盆地,含有丰富的油气资源,近年来对其开展了大量的油气勘探工作,并取得了不错的成果,但勘探突破主要集中在构造相对简单的凹陷中,对于构造复杂区带的勘探研究较少。涠西南凹陷D洼作为盆地西部的复杂构造带,其特殊的构造格局使得人们对其研究甚少。本文在区域地质资料的基础之上,利用岩心、测井和三维地震资料,以涠西南凹陷D洼古近纪沉积地层为研究对象,建立研究区的高精度层序地层格架,总结了D洼古近系层序构成样式,查明了研究区的沉积相类型、展布范围及沉积充填演化过程,建立了断陷盆地复杂构造带的沉积演化模式。同时通过对D洼古近系断裂进行静态刻画和动态分析,分析了断裂的阶段性活动特征,并进一步探讨构造活动其对盆地沉积充填的控制作用。论文取得的主要认识如下:识别了涠西南凹陷D洼不同级别的层序界面,建立了研究区的三级层序地层格架,总结了复杂构造背景下断陷盆地断层发育区的层序构成样式。涠西南凹陷D洼古近系地层中由下向上可识别出9个层序界面,并将地层划分为8个三级层序,分别为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7和SQ8。层序的发育与构造作用紧密相关,使得在不同阶段地层沉积厚度存在差异,长流组沉积期地层沉积厚度基本不受主干断裂影响,流沙港组沉积期以主干断裂附近沉积厚度最大,涠洲组沉积期地层的沉积中心由主干断裂区逐渐转移至凹陷中心区域,综合以上层序和构造发育特征提出了两种不同类型的层序构成样式。分析了研究区古近纪不同阶段的沉积环境,查明了涠西南D洼古近系发育的沉积相类型。在涠西南D洼辨识出湖泊相、辫状河三角洲、冲积扇、扇三角洲、近岸水下扇、滩坝和湖底扇等沉积相类型。通过井震结合,查明不同沉积相类型在地震剖面上的反射特征,结合多种地球物理属性分析,在平面上刻画了沉积相的时空展布特征,明确了研究区的西部物源、东部物源和南部物源三大物源方向。建立了涠西南凹陷D洼古近系地层的沉积模式。古新世,在盆地形成的早期阶段D洼主体处于陆上沉积,发育广布的冲积平原;随着D洼的裂陷作用加强,盆地湖盆逐渐扩张,沉积物由西部进入D洼低地势区,沿涠西南断裂的西部陡坡带沉积扇三角洲,靠涠西南低凸起的东部缓坡带形成辫状河三角洲沉积,深湖处发育重力流,海中凹陷也发育自南而来的辫状河三角洲;盆地裂陷晚期,湖盆开始萎缩,西部开始发育为辫状河三角洲沉积,东部水体逐渐变浅由辫状河三角洲逐渐转变为滨岸平原,湖泊相主要发育于海中凹陷。分析了涠西南凹陷D洼主干断裂古近纪活动速率及不同期次断层的平面发育特征,明确了盆内构造活动强度具阶段性活动的特点,即在古新世断层活动较弱、至始新世断层活动增强和渐新世断层强烈活动。同时断裂活动还具有空间差异,涠西南断裂活动性为西南段活动强而东北段活动弱,三号断裂则是西段弱而东段强。在断裂的平面展布方向上,古新世断裂走向主要为NE向,始新世增加大量NEE向断裂,渐新世断裂走向转为近WE向。研究区构造特征在渐新世的变化与此阶段红河断裂活动速率的升高和新南海的扩张有较好的对应关系。受盆地构造活动影响,在裂陷初期,盆地主要发育冲积平原和滨浅湖沉积;随着始新世断层活动增强,研究区湖盆水深增大,并在流沙港组广泛发育了盆地最为重要的一套烃源岩;渐新世时期,盆地沉积充填受到断裂控制作用增强,主要表现为涠四段时期沿断层向东北方向发育一套快速进积的长轴状三角洲。