本文紧密结合油田勘探实践,充分利用钻测井、三维和二维地震资料,开展了海拉尔盆地上侏罗统塔木兰沟组火山断陷盆地的地层划分与对比、火山岩岩相与火山机构识别、古地理重建等研究,建立了不同凹陷间井震统一的地层格架,将塔木兰沟组划分为上段和下段;上段主要发育砂砾岩和暗色泥岩,局部夹火山岩,下段主要为火山岩。塔木兰沟组沉积期西部凹陷带受控洼边界断层控制,火山活动强烈,形成多个火山机构,呈多中心大面积分布,以火山岩夹沉积岩充填为主。中部和东部凹陷带火山活动弱于西部凹陷,且早期火山活动强,晚期较弱。塔木兰沟组火山岩岩性—岩相复杂,根据火山岩“外形+内幕”地震反射响应特征和地震属性分析,识别出单一厚层盾型熔岩、多期叠置盾型熔岩、多期叠置火山碎屑型、复合式等多种火山机构。塔木兰沟组受控于区域构造、盆缘断裂、火山活动、断陷湖盆等共同作用,扇三角洲和湖泊环境与火山机构在空间上相互占位,形成构造—火山—沉积的古地理格局和独特沉积充填模式,滨浅湖—半深湖亚相沿凹陷走向在中部呈间隔分布。结合油气成藏分析,认为塔木兰沟组成藏条件较好,围绕生烃中心,油气主要富集在凹陷的陡坡带—洼槽带、缓坡带断背斜或反向断块等区带,评价优选出4个重点凹陷和有利勘探区带,并提出了下步重点勘探目标。