早在1982年，通过对塔里木盆地西部石炭系地层古地温地质模式研究，周中毅提出了塔里木盆地古地温梯度偏低，古生代地温梯度仅为3℃／hm左右，据此推算的石炭系生油层生油高峰在5000～6000m，应在塔里木盆地深部找油找气的观点。这一观点为后来的勘探实践所证实。近几年来，通过测定固体沥青反射率、干酪根无定形基质反射率及生物标志化合物参数，确定了塔北和塔中地区下古生界寒武系和奥陶系生油层的成熟度，结合包裹体测温、裂变径迹分析和牙形石颜色资料，对塔里木盆地古地温演化有了较为明确的认识。塔里木盆地古生代和中、新生代地温梯度都是偏低的。古生代地温梯度约为3.5～3℃／hm，中生代为2.5℃／hm，今地温梯度为2℃／hm左右。据此对塔里木北部海相生油层寒武系和奥陶系热演化阶段和生油期进行推算和预测；满加尔凹陷西部这套生油层系生油期为奥陶纪直至新生代，持续时间很长；而塔北坳陷东部则为奥陶纪至石炭纪，生油结束比较早。塔中隆起区这套生油层的生油期为志留纪至今，奥陶系上部生油层现今仍处于生油后期阶段。
世界大多数油气盆地生油的深度区间是在2500～4500m。塔里木盆地的海相生油层寒武系（∈）及奥陶系（O）大多埋深在5000m以下，它们生成的石油能否保存至今是本区找油工作中最提心的问题。周中毅等在1990年制作的生油门限深度及生油期展布图消除了这个问题。在确定了古地温梯度及其演变后，用古地温地质模式推算出的结果表明，奥陶系（O）生油的深度是2800～6000m，生油时期是从距今4亿年至1500万年。塔里木盆地中部及北部分别在35.0亿年及2.5亿年就已成为古隆起，可以捕集到奥陶系在地质历史时期中（晚古生代至新生代）所生成的大部分石油。这些认识为塔里木找到海相大油气田提供了理论依据。
二、准噶尔盆地
早在1983年，周中毅通过对二叠纪生油层古地温地质模式的研究，认为晚古生代古地温梯度较高，在4℃／hm以上，随后逐渐降低，现地温梯度仅为2℃／hm。在此基础上推算二叠纪过成热生油层的生油期为三叠纪和侏罗纪。而此时克—乌断裂带已成为构造高位，产出的油可运移、聚集至断裂带保留下来。近几年通过用磷灰石裂变径迹、镜质体反射率拟合计算及流体包裹体测温等方法的研究，确定准噶尔盆地玛湖坳陷古地温梯度演化模式为：晚二叠世为4.5～5.2℃／hm，三叠纪为4～4.5℃／hm，侏罗纪为3.2～4℃／hm，白垩纪为2.2～3.2℃／hm，新生代为2～2.3℃／hm。准噶尔盆地东部坳陷的古地温梯度比玛湖坳陷还高，石炭纪为7.5℃／hm，二叠纪为5.3～7℃／hm，三叠纪和侏罗纪为4.3～5.3℃／hm，白垩纪和新生代为2.5～4.3℃／hm。由于准噶尔盆地东部地壳有两次抬升，推算东部坳陷二叠纪生油层的生油期为早第三纪。裂变径迹研究表明，玛湖坳陷上二叠统生油层在侏罗纪时达到最高古地温，然后逐渐降低，这套生油层主要生油期为侏罗纪。在侏罗纪后断裂带主要聚油层的古地温低于110℃，使油藏可以保存至今。
按照一般的油气盆地评价方法，只用现今处于生油窗内的生油岩能生成的石油来估算资源量。克拉玛依油田用这种方法所计算出的资源量比已开采的石油量还少，这显然是不正确的。用古地温地质模式方法评价得出的是另外一种前景。克拉玛依东侧的玛湖凹陷内有巨量的已过成熟的二叠纪（P）生油层，由于古地温梯度较高，它们在中生代（三叠纪及侏罗纪）所生成的石油均可储集在克—乌断裂带上。克拉玛依油田是1955年新中国发现的第一个大油田，虽已开采30余年了，但近年来储量及产量仍在逐年增长。古地温研究为开拓克拉玛依的找油前景提供了新的线索。