本文研究区为松辽盆地北部及盆地北部东缘、西缘地区,主要包括内蒙古东北部的蘑菇气、索伦、林西、大石寨地区、松辽盆地北部地区及松辽盆地东缘的黑龙江省阿城、伊春等地区。通过6条实测剖面与盆地内31口钻井资料对研究区晚二叠世地层岩性特征、砂体展布特征及烃源岩类型、展布特征、地化特征进行研究。在此基础之上,充分利用前人研究成果,对研究区晚二叠世岩相古地理特征、上二叠统烃源岩特征及生烃潜力进行探究,并开展研究区上二叠统烃源岩有利区预测工作。研究区晚二叠世地层岩性特征主要从岩性及地层发育特征入手。研究发现:研究区晚二叠世地层受控于贺根山-黑河断裂带,主要分布在断裂带以东地区;松辽盆地北部西缘主要发育以大套泥岩、泥板岩、泥页岩等为代表的林西组;松辽盆地北部主要发育以泥板岩为代表的四站板岩组与以蚀变安山岩、蚀变粉细砂岩、泥板岩为代表的林甸蚀变火山岩组;在松辽盆地北部东缘主要发育红山组,岩性以泥岩、粉砂质泥岩、粉细砂岩为主;研究区整体晚二叠世地层发育呈现出西厚东薄的特点,盆地北部地层发育厚度四站板岩组普遍大于林甸事变火山岩组(钻井钻遇厚度)。综合野外实测剖面与钻井的岩性、沉积构造、砂泥岩发育特征等因素对研究区岩相古地理特征进行研究。结果表明:研究区晚二叠世地层主体为陆相环境;砂体展布特征揭示研究区有三个物源,分别为东北部佳木斯古陆、西北部额尔古纳古陆、西南部林西地区,其中东北部与西北部是其主要物源方向;研究区晚二叠世主要发育泥岩相、砂岩相、泥岩-砂岩相、砂岩-泥岩相4种岩相及湖泊、三角洲2种沉积相类型;砂岩相、泥岩-砂岩相对应发育三角洲平原、三角洲前缘相,砂岩-泥岩相、泥岩相对应发育深湖-半深湖相。对研究区上二叠统烃源岩进行分析统计,结果表明:研究区上二叠统烃源岩类型以泥岩、泥板岩、粉砂质泥岩为主;研究区上二叠统烃源岩展布特征与泥岩展布特征类似,泥地比呈现出四周低,中间高的特点,由盆地周边到盆地中央,泥地比由40%提高志70%,以四深1井为代表的肇源地区泥地比高达73.6%。研究区上二叠统烃源岩地球化学数据分析表明:研究区中等-好烃源岩样品占比超过72%,指示有机质丰度高;研究区77件样品显示全区烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主,部分剖面与钻井发育Ⅱ型干酪根,个别钻井样品测试数据显示为Ⅰ型干酪根;最高热解温度、镜质体反射率、成岩阶段指标指示研究区上二叠统烃源岩有机质成熟度为高熟-过成熟阶段;有机地球化学特征显示研究区上二叠统烃源岩具备生烃潜力,但热演化程度较高,以生气为主。结合研究区上二叠统岩相古地理特征、烃源岩特征,综合前人对该区域的构造热演化、埋藏史研究分析:松辽盆地北部西缘索伦地区与松辽盆地北部肇源地区为研究区上二叠统烃源岩有利区。