准噶尔盆地地处新疆北部,是我国西北地区重要的含油气盆地之一,其东南缘的博格达山属于东天山造山带的分支,将吐哈盆地和准噶尔盆地分隔于南北两侧。准噶尔东南缘地区在早石炭世洋盆闭合、地体拼接之后,进入晚古生代洋盆关闭到中生代陆内演化的洋-陆转换关键期。准东南缘盆山关系演化、博格达山初始隆升时间、构造-气候-沉积耦合机制等前沿科学问题一直是国内外研究的热点,同时阜康凹陷、吉木萨尔凹陷二叠系-三叠系沉积相及物源问题也一直困扰和制约着这些地区的油气勘探开发进程。论文基于博格达山周缘多个野外剖面和阜康凹陷、吉木萨尔凹陷岩心、地震及钻测井资料,综合运用沉积学、地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和统计学等多学科交叉的方法,阐明了准东南缘地区中二叠统-下三叠统的地层展布及沉积相特征,厘定了各时期沉积物源区及博格达山初始隆升时间,恢复了相应的古气候变化,重建了中二叠世至早三叠世构造-气候-古地理综合演化过程。通过对野外剖面、地震及测井资料的综合分析,认为中二叠统与上二叠统之间呈不整合接触关系。研究区内中二叠统呈现南厚北薄,而上二叠统和下三叠统呈北厚南薄,表明博格达地区在中二叠世之后沉积中心由南向北迁移。沉积相分析表明,研究区中二叠统平地泉组发育由北向南的辫状河三角洲-湖泊相沉积体系;上二叠统梧桐沟组发育由南向北的冲积扇沉积体系;下三叠统韭菜园子组发育由南向北的扇三角洲-湖泊沉积体系。砂岩碎屑成分统计表明中二叠统平地泉组主要为岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩,平均岩屑含量32%,岩屑类型以沉积岩岩屑为主,物源主要来自岛弧区;而上二叠统梧桐沟组及下三叠统韭菜园子组主要为岩屑砂岩,平均含量达80%,岩屑类型以火山岩岩屑为主,物源主要来自再旋回造山带。与中二叠统样品重矿物组合相比,上二叠统和下三叠统砂岩中近源的不稳定重矿物比例显著升高,表明物源区发生了变化;同时,重矿物平面分布特征表明中二叠统平地泉组沉积物源方向由北向南,而上二叠统梧桐沟组物源方向转变为由南至北。结合碎屑锆石U-Pb年代学分析,中二叠世博格达地区具有统一的沉积物源区,为博格达地区的岩浆岩基底和北天山的晚石炭世岛弧;晚二叠世和早三叠世,博格达山南缘与北缘的物源存在显著差异,博格达山北缘相比南缘缺乏了来自中天山的物质输入,认为晚二叠世初期博格达山的隆升阻断了沉积物的搬运。通过对研究区中二叠统-下三叠统泥岩样品的全岩地球化学及古气候分析,认为中二叠世古气候为半干旱-干旱,古水体温度相对稳定在29℃左右,处于还原-弱氧化环境;晚二叠世古气候由半干旱变化为半湿润,平均古水温29.14℃,以还原环境为主;早三叠世古气候总体呈半湿润-湿润,平均古水温29.52℃,总体为弱还原-还原环境。因此,准东南缘从中二叠世至早三叠世气候逐渐趋于温暖、潮湿,导致化学风化作用逐渐增强。综合沉积相特征、物源分析及古气候-环境变化,准噶尔盆地东南缘中二叠世至早三叠世构造-气候-古地理综合演化过程如下:中二叠世为裂谷-坳陷盆地期,在干旱-半干旱气候条件下发育辫状河三角洲-湖泊沉积体系;晚二叠世为构造反转期,由于博格达山的初始隆升以及北天山、中天山再次隆起,早期湖盆消亡并在博格达北坡山前发育冲积扇,其南北侧物源也发生了分异,古气候由半干旱变化为半湿润;早三叠世为剥蚀沉积期,研究区构造环境相对稳定,逐渐趋于温暖湿润的古气候对区域风化程度和沉积条件起主要控制作用,博格达山体遭受强烈风化剥蚀,北侧形成扇三角洲-湖泊沉积体系。