渤海湾盆地是中国东部最大的含油气盆地之一，近年来油气勘探不断取得新的发现和突破。该盆地具有极其复杂的地质演化历史，其结晶基底就具有鲁西型、太行山型及其它过渡类型。盆地内部重磁场、地震活动性、热状态及其深部构造均存在着显著的横向非均一性。本文着重开展了以下五个方面的工作：(1)利用98条地震剖面和7900口钻井资料，在全盆地新生界地层统一划分与对比的基础之上，对整个盆地各时代地层残留厚度分布进行了较全面的研究；(2)在共计100口单井沉降史分析的基础上，结合断层活动速率和伸展速率的活动性分析，对整个盆地新生代构造演化的横向差异性进行了系统分析和研究；(3)利用BasinMod盆地模拟软件，提出并建立了考虑岩石圈放射性生热、沉积和剥蚀热效应的岩石圈瞬态热流模型，对渤海湾盆地新生代动态热体制进行了重建；(4)对盆地构造热演化的时空差异性与油气形成、烃源岩分布、类型、热成熟度时空差异性之间的相关关系和规律性进行了深入分析：(5)利用地震层析成像的最新成果，结合国外在相关领域研究的最新进展，对渤海湾盆地新生界形成演化的动力学机制和过程进行了深入研究和探讨。通过上述研究，取得创新性成果和认识如下： 1)盆地沉降与地层沉积过程中，整个岩石圈经历的是一种瞬态而非稳态热过程。除辽河坳陷东部和冀中坳陷东部东营组地层剥蚀量较大的局部地区外，渤海湾盆地大部分地区新生界沉积层的现今地层温度皆因深埋作用而处于其所经历的最高温度，现今热流却不是其经历的最高热流。最高热流出现在东营组地层遭受剥蚀的末期，约16～20Ma，最高地表热流值高于现今9～23％。忽略放射性生热的简单裂谷热流模型不能反映由古温标和BHT所记录的热流史。由瞬态模型所获得的瞬态热流史，更有可能是盆地新生代地层所实际经历的热演化过程。 2)以全盆地各地质时期沉积层残留厚度分布系列图，较全面地描绘出全盆地新生界沉积发育和变迁的整体特征，并为正确认识渤海湾盆地形成演化机制提供了新的依据。渤海湾盆地自孔店期至东营期总体上是受西太平洋板块俯冲作用所产生的弧后拉张应力控制，但在其形成演化的整个过程还持续叠加了右旋剪切应力的影响和作用。这种右旋剪切应力可能是由郯庐断裂右旋走滑活动和印藏碰撞远场效应所共同产生的。 3)构造沉降、断层活动及基底伸展研究均表明，渤海湾盆地新生代构造演化存在显著的横向差异性。不同地区开始裂陷沉降和开始热沉降的时间存在着较大差别。渤海湾盆地总体上是在渐新世初期的32Ma进入热沉降阶段。辽东湾和渤中坳陷是在东营末期的23.3Ma开始进入热沉降阶段。整个新生代裂谷演化期间，包括裂后热沉降阶段，均叠加了右旋剪切应力作用。这种作用具有东强西弱的特点，指示了郯庐断裂右旋走滑对盆地形成演化的重要影响和作用。 4)盆地构造热演化的时空差异性控制了油气形成演化的时空差异性。渤海湾盆地构造沉降速率与烃源岩发育和分布、有机质类型及分布、有机碳含量及分布具有密切关系。烃源岩具有早沉降早成熟特点。 5)国内外近年来有关裂谷形成演化机制的最新进展更多地支持板块相互作用是裂谷作用的主要动力来源，地幔热物质上涌只起到了辅助作用。根据华北东部地震层析成像最新成果，提出了一种新的板块间相互作用与软流圈地幔热隆相互耦合的盆地形成演化动力学机制模型。