利用流体包裹体、生烃热模拟、TOC、物性、薄片等分析化验资料,结合埋藏史-热史,系统研究了莺歌海盆地莺东斜坡区中新统三亚组的成藏地质条件、成藏过程以及成藏主控因素,建立了成藏模式。研究结果表明:(1)莺歌海盆地莺东斜坡区中新统三亚组烃源岩有机质类型以腐殖型干酪根为主,北段、南段TOC平均值分别为0.77%和1.21%。渐新统煤系烃源岩TOC平均值为1.41%;莺东斜坡带渐新统、中新统烃源岩具有早期浅埋、长期处于未成熟—低成熟阶段,晚期快速深埋、短期快速进入成熟—高成熟演化阶段的特征,南段近凹区烃源岩演化程度最高,其次是南段斜坡区、中段近凹区和北段,中段斜坡区演化程度最低;北段储层平均孔隙度为13.56%,渗透率主峰为0.1~1.0 mD,南段平均孔隙度为11.53%,渗透率主峰为1.0~10.0 mD,渗透性明显优于北段,储集空间主要为溶孔;持续活动的走滑断层、派生裂缝及物性相对较好的规模砂体构成的复合输导体系保障了天然气的高效立体运移。(2)三亚组天然气组分以CH₄为主,体积分数中值为83.16%,以煤型气为主,北段主要来自三亚组及下伏渐新统,南段天然气成熟度为1.3%~1.7%,明显高于北段,主要来自下伏渐新统。(3)三亚组气藏具有“多期持续充注,晚期成藏为主”的特征,南段、北段均经历了3期油气充注,主充注期为更新世。南段油气主充注时间(3.5~1.0 Ma)早于北段(2.2~1.0 Ma),且充注丰度高于北段。(4)三亚组具有“走滑断层控烃、物源叠合构造活动控储、走滑断层活动叠合裂缝超压活化控输”的成藏特征。烃源岩演化、输导效率、储层特征是天然气成藏的主控因素。