塔里木盆地形成经历了南华纪—中泥盆世、晚泥盆世—三叠纪和侏罗纪—第四纪3大伸展-挤压构造旋回，其多旋回构造演化导致油气成藏和分布十分复杂。随着近年来盆地超深层已经成为油田的重点勘探领域，有必要对盆地的油气成藏规律进行深入探讨。本文基于最新的地震资料、钻井资料及油气地质资料，发现塔里木盆地油气规模成藏主力烃源岩为库车地区三叠系—侏罗系及塔西南地区石炭系—二叠系陆相烃源岩、台盆区寒武系海相烃源岩。盆内烃源岩及储盖组合的发育均受控于盆地3大伸展-挤压构造旋回，烃源岩的发育位置决定了塔里木盆地发育库车山前、北部坳陷、麦盖提斜坡及塔西南山前四大含油气系统。盆地在历经3大伸展-挤压旋回，其台盆区、库车前陆及塔西南前陆地区油气成藏组合差异大。台盆区发育石炭系膏泥岩与志留系—石炭系海相砂岩、奥陶系泥岩与灰岩、中寒武统膏盐岩与震旦系—寒武系白云岩储盖组合；库车地区发育新近系—第四系泥岩与砂岩、古近系膏盐层与白垩系砂岩、侏罗系泥岩与三叠系—侏罗系砂岩储盖组合；塔西南地区发育中新统泥岩-砂岩、古近系膏盐层与白垩系砂岩、石炭系—二叠系泥岩与碳酸盐岩储盖组合，分别组成了台盆区、库车及塔西南地区的上部、中部及下部组合。盆内烃源岩在加里东晚期、海西晚期—印支期、喜山期发生排烃，形成三期油气充注，结合塔里木盆地关键变革期的岩性、断裂、不整合及隆起的发育特征，构建了盆地三期成藏模式。