伊盟隆起为鄂尔多斯盆地六大构造单元之一,位于盆地北部,伴随鄂尔多斯地块从基底形成到新生代改造共同演化,经历了多期次的构造变动和热事件的改造。截止目前为止,伊盟地区下古生界油气勘探未见显著突破,上古生界勘探和研究进展较大,但伊盟隆起及周邻的构造演化过程与油气关系研究较少,尤其是古生代构造演化。因此,研究伊盟隆起及周邻古生代地质特征及构造演化过程与古生界油气赋存可对研究区古生界天然气勘探提供科学依据,具有重要的理论意义。本文将伊盟隆起作为重点研究区,对其进行了古生代地质结构剖析、残余地层展布特征、次级构造单元划分,又结合古亚洲洋演化和周邻古生代大地构造环境,揭示其构造演化过程,最后结合后期改造初步探讨研究区古生界油气赋存情况。根据区内展布的9条地震剖面,结合钻井资料发现:伊盟隆起石炭-二叠系较之寒武-奥陶系分布广泛,区内展布三条重要断裂—泊尔江海子断裂、乌兰吉林庙断裂、三眼井断裂,对早古生代地层展布和次级构造单元划分影响重大。三叠系-白垩系全区展布,向北存在严重的削截现象,推测可能是晚白垩世以来盆地北部隆升-剥蚀导致。通过对南北向几条地震剖面解析认为,研究区早古生代存在两次大规模的隆升作用,分别对应晚寒武世末-早奥陶世和中-晚奥陶世,在地震剖面上可见到寒武系顶面与奥陶系底界面的削截和奥陶系顶面与石炭-二叠系底界面的削截。结合地震剖面上削截、超覆关系识别,分辨出研究区的两种不整合面类型,分别为:削截-超覆型和削截-整合型,其中前者可分为基底与下古生界和基底与上古生界,三者之间的接触界线从南到北依次为:伊7井-鄂2井-杭锦旗-胜2井、伊23井-伊22井-胜1井。在地震剖面分析的基础上,通过对研究区残余地层厚度分布、岩相古地理研究,结合联井剖面演化图较为清楚地展示了伊盟隆起及周邻古生代的构造演化过程。本文将其分为两个构造时期(早古生代和晚古生代),三次隆升(晚寒武世末;中晚奥陶世;山西期),八个阶段:中-晚元古代裂陷槽的形成、早寒武世-晚寒武世持续性沉降、晚寒武世-早奥陶世区域隆升、早-中奥陶世短暂沉降、克里摩里组沉积期构造转换、中-晚奥陶世差异沉降和加里东运动整体抬升、晚石炭世短暂海侵、早二叠世山西期区域抬升。通过解剖分布在研究区南北两个典型的上古生界天然气田—大牛地气田、杭锦旗气田的成藏特征,揭示了构造演化对天然气在研究区赋存的控制作用。后期改造使得先前赋存的天然气藏重新调整、逸散。