大侏罗沟走滑断裂带作为准噶尔盆地西北缘典型的走滑断裂带之一,在油气纵向立体成藏过程中发挥着重要作用。然而,目前对该断裂带的结构特征及形成演化过程的研究仍显不足。本研究基于地质露头、三维地震及钻测井资料,结合区域构造演化背景,通过构造几何学和运动学解析,并辅以构造物理模拟实验,系统揭示了断裂的形成机理。研究结果表明:(1)大侏罗沟走滑断裂带具有显著的纵向分层和平面分段变形特征。根据构造剪切方式和变形样式差异,建立了“四层结构”模型:石炭系–下二叠统冲断褶皱变形层、中下二叠统强压扭走滑变形层、上二叠统–三叠系弱压扭走滑变形层和侏罗系–白垩系弱张扭走滑变形层;基于双断式变形特征和分段构造样式差异,建立了“双断式平面分段结构”模型,将大侏罗沟走滑断裂带划分为西主位移带和东主位移带两大段及若干构造样式小段。(2)大侏罗沟走滑断裂带的活动始于中二叠世末,可划分为晚海西期、印支期和燕山期三期走滑活动。其海西期的左旋剪切在印支期和燕山期转换为右旋剪切,经历了“分段生长连接,多期叠加发育”的形成演化过程,具体包括基底逆冲构造发育阶段、走滑断裂初始发育阶段、走滑断裂分段发育阶段和走滑断裂叠加发育阶段等四个演化阶段。(3)构造物理模拟实验证实了走滑断裂在多方向应力场及多能干层基础上形成分层、分段特征。大侏罗沟走滑断裂带在多期活动和塑性层影响下产生分层变形差异,并受先存凸起构造影响引起分段变形差异。本研究对多期叠合盆地、多能干层碎屑岩地层走滑断裂地震资料解释具有重要的指导意义。