车排子凸起位于西准噶尔推覆体的最南端,是准噶尔盆地与西准噶尔造山带的关键结合部位,记录了丰富的陆内构造变形信息。开展车排子凸起地质结构及形成演化的研究,不仅有助于明确其构造属性,同时对于研究陆内构造变形过程与变形机制以及推进深层石炭系油气勘探进程具有重要的科学与现实意义。本文系统应用同位素年代学、构造地质学方法,以断层相关褶皱理论为指导,综合利用浅表地质、最新钻井及3-D地震资料、地球物理测深等资料,系统开展车排子凸起地质结构、形成演化和成因机制研究,取得以下主要认识:(1)火山岩同位素年龄结果揭示车排子凸起石炭纪火山喷发事件集中在300Ma,313Ma和322Ma左右,并结合生物地层与岩石地层的对比分析揭示该凸起石炭系自下而上为下石炭统太勒古拉组、包古图组、希贝库拉斯组和上石炭统哈拉阿拉特组。据区域性不整合面特征将该凸起划分为石炭系、二叠-三叠系、侏罗系、白垩-古近系以及新近-第四系等5个构造层。(2)通过构造变形特征解析,以深部低速层及泥盆系滑脱层为界,建立车排子凸起深部双重构造、浅部逆冲叠瓦扇与叠加构造楔叠加的分层地质结构模型,揭示了车排子凸起具有东西分带(自西向东划分出后缘逆冲带、中部逆冲带、车浅5井逆冲带、前锋逆冲带以及前缘单斜带)、南北分段(中二叠世构造活动为北强南弱、晚三叠世至侏罗纪为北弱南强)特征,厘定其东部边界断层红车断层和红3井东侧断层为“上陡下缓”的几何形态,认为车排子凸起为冲断推覆体的前锋。(3)通过地震剖面精细解析所揭示的构造变形时间及其变形特征,厘定车排子凸起经历了中二叠世强烈挤压逆冲、晚二叠世至晚三叠世继承性逆冲叠加、侏罗纪伸展-聚敛旋回、白垩纪-古近纪陆内拗陷调整以及新近纪-第四纪压扭掀斜等5个构造演化阶段。(4)通过车排子凸起断裂活动期次、强度,构造变形缩短量以及与周缘构造单元的构造关系的研究,建立车排子凸起旋转式递进变形的动力学模型,认为车排子凸起二叠纪以来的构造变形过程是在周缘板块会聚背景下的西准噶尔推覆体的前锋响应。