雅布赖盆地位于我国内蒙古阿拉善地块北缘,是一个小型中新生代断陷盆地,勘探开发程度薄弱,研究内容主要集中在地震勘测、地层展布、沉积相、构造特征、单一地球化学特征等方面,对于烃源岩的热演化程度和过程、古今地温场特征、油气成藏期次、成藏过程等方面的研究程度非常低。盆地热演化史恢复与油气成藏期次研究不仅是油(气)生成、运移、聚集及成藏分析的重要内容,而且对油气资源评价及寻找生油(气)区具有重要指导作用。因此,本文将针对以上几方面的问题,在区域地质构造背景研究的基础上,结合前人已有研究成果,在建立精细埋藏史的前提下,利用镜质体反射率(Ro)、磷灰石裂变径迹(AFT)、流体包裹体等多种古温标,对研究区古地温场进行分析并建立热史模型,分析不同次级构造单元古地温演化的差异。重点对萨尔台凹陷中侏罗统古今地温场、热演化史、烃源岩成熟度演化、生/排烃特征、油气成藏期次等进行系统研究,并取得以下认识：(1)以区域地质构造背景为依据,首次在雅布赖盆地应用磷灰石裂变径迹(AFT)方法揭示出研究区经历了三期隆升过程,分别发生于晚侏罗世末期(138.0±10Ma-135.8Ma)、早白垩世晚期(116.0±8Ma-109.3Ma)和古近纪中晚期(52.0Ma～29.4Ma),受燕山运动影响明显,前两期热事件对油气成藏影响较大。(2)研究区现今为低温传导型地温场,地温梯度为2.76℃/100m。多种古温标分析结果表明,不同次级构造单元古地温场特征不同,盐场次凹、小湖子次凹为传导型古地温场,古地温梯度为2.8～3.4℃/100m,古地温约81.2～128.1℃；黑沙低凸起带受凸起聚热或热异常影响,古地温梯度明显高于沉积凹陷区域,达到4.2～4.8℃/100m,古地温约103.2～140.2℃。中侏罗统古地温高于现今地层温度,有机质成熟演化主要受古地温场的控制。(3)雅布赖盆地萨尔台凹陷中侏罗统烃源岩地球化学特征、成熟度演化及其与油气的关系分析结果表明：位于凹陷沉积中心的青土井组(J2q)、新河组下段(J2x1)烃源岩为中-好烃源岩,达到中-高成熟阶段,为有利油(气)源区；黑沙低凸起带,各组烃源岩有机质丰度较低,生油潜力一般；新河组上段(J2x2)烃源岩普遍分布萨尔台凹陷全区,有机质丰度和热演化程度低,为差生油岩。(4)生/排烃特征分析表明,萨尔台凹陷主要存在1-2次生烃过程,生烃高峰发生在晚侏罗世晚期(139.5～144.1Ma)和早白垩世末期(102.2～98.6Ma),其中凹陷沉积中心区域生烃强度大、排烃时间长,是雅布赖盆地主要的生油区。(5)AFT热信息分析及热史反演模拟结果表明：研究区早期经历了快速埋藏增温—抬升冷却过程,随着盆地萎缩演化而逐渐变弱。萨尔台凹陷J2x1地层在盐场次凹和小湖子次凹具有相似的热演化过程,但小湖子次凹J2x1地层温度普遍高于盐场次凹,尤其在早白垩世晚期差异明显。因此,小湖子次凹比盐场次凹在该阶段拥有更利于油气生成的地温场环境。此外,小湖子次凹在古近纪中期的构造抬升事件较盐场次凹强烈。在热演化过程中,晚侏罗世晚期和早白垩世晚期J2x1地层温度达到72.0～140.0℃,是影响油气生成的关键时期。(6)热史模拟和多方法油气成藏期次分析表明,萨尔台凹陷不同次级构造单元油气充注过程稍有差异,但对整个萨尔台凹陷中侏罗统储层来讲主要存在两期油气充注过程,分别发生在晚侏罗世早期(139.5～152.0Ma)和早白垩世(100.0～134.0Ma),与达到古地温峰值的时间大致相当,体现出古地温场演化在油气成藏过程中的重要性。Ytl井流体包裹体分析和伊利石测年结果表明小湖子次凹具有晚期成藏的可能。