整个古近纪，汤原湖盆大致经历了两次水进—水退的过程，一次由乌云期经新安村期至达连河期早期，基本上是一个连续的水进过程，达连河早期达到湖盆最大期。达连河期晚期有一个小规模的水退过程。渐新世的宝泉岭期早期是第二次水进，很快达到水进最大、湖面最广、最深期。到宝泉岭期末期，发生水退，湖面缩小、水体变浅、沉积物变粗。由这两次水进—水退形成了多套生、储、盖组合，即：第一套：乌云组泥岩（生）－乌云组砂岩（储）－新安村组下部泥岩（盖）；第二套：新安村组下部泥岩（生）－新安村组砂岩（储）－达连河组下部泥岩（盖）；第三套：达连河组泥岩中、下部（生）－达连河组中、上部砂岩（储）－宝泉岭组泥岩（盖）；第四套：宝一段泥岩（生）－宝泉岭组砂岩（储）－宝泉岭组泥岩（盖）。虽然有第四种组合形式，但比较而言，以第二、三种组合较好，因生烃层埋藏适中，有机质成熟度可能高一些，而其上的盖层也厚，保存条件也好一些。此外，断陷内还广泛分布着白垩系，其中不仅有泥质生烃岩，还有煤层可以生烃。
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