准噶尔盆地是在准噶尔地块基础上发展起来的晚石炭世-第四纪沉积盆地。石炭纪-早二叠世是准噶尔地区由古亚洲洋体系转向陆内变形体系的重要构造变革时期。因此准噶尔北部石炭纪火山岩岩相学和构造环境的研究，对认识石炭世火山活动规律、构造运动以及探索火山岩中油气的储藏规律具有重要意义。本论文以乌伦古坳陷石炭纪巴山组火山岩为研究对象，基于前人研究成果的基础上，运用火山学、矿物岩石学、地球化学等学科的理论和方法，主要获得以下成果：（1）研究区火山岩主要为火山熔岩和火山碎屑岩，其次为火山碎屑沉积岩。纵向上具分段性，下段以安山岩、玄武安山岩和中性、中基性的集块岩、角砾岩为特征，中段主要为凝灰岩和凝灰质沉积岩，上段以安山岩、英安岩和中性、中酸性的凝灰岩为特征。（2）研究区火山岩主要以中性安山岩为主，中酸性英安岩、中基性玄武安山岩次之，少量玄武岩。岩石以中、弱钙碱性为主。从哈克图解可看出岩浆演化过程中存在明显的分离结晶作用。根据微量元素和稀土元素可判断所选不同岩性样品为同一岩浆分异的产物，岩浆上升过程中可能受到地壳混染影响。（3）研究区巴山组火山岩岩相可划分为爆发相、溢流相和火山沉积相3种岩相7种亚相。以中心式喷发为主，火山活动频繁，喷发能力较强。可划分3段，6个旋回：下段从早期的爆发相为主，到后期的溢流相为主，可划分3个旋回；中段为火山活动间歇期，火山沉积相为主；上段早期以溢流相为主，晚期为爆发相和溢流相并存，划分2个旋回。岩相平面上受NW-SE向的构造方向控制，沿着断裂带呈带状分布。（4）乌伦古地区石炭系火山岩形成于活动大陆边缘火山弧环境。岩浆源区为俯冲大洋板块脱水产生的富含水和大离子亲石元素的流体交代的上部地幔楔。岩浆演化过程主要以分离结晶作用为主，早期以镁铁质矿物分离结晶为主，后期以斜长石的分离结晶起主导作用。