柴达木盆地石炭系生油气潜力巨大,但目前勘探程度较低,对石炭系烃源岩的认识较为浅薄。本文选取柴达木盆地东部多口钻井岩心及新发现的柴页井原油和天然气样品开展分子地球化学相关研究,为柴达木盆地后期勘探开发提供依据。本研究取得了以下认识:1.柴达木盆地东部石炭系烃源岩主要发育粉砂质泥岩、泥岩和炭质泥岩,有机质丰度较高,以III型干酪根为主,生源母质兼有海相与陆相有机质贡献。烃源岩样品的镜质体反射率分布在0.74%-1.88%,处于较高的热演化阶段。研究区烃源岩以低碳数正构烷烃为主,有一定的偶数碳优势,总体沉积于弱氧化-弱还原环境。烃源岩处于较高热成熟阶段,甾烷和萜烷化合物不发育。金刚烷等化合物在样品中广泛发育,表明金刚烷的形成不局限于原油裂解,高演化阶段烃源岩同样可以大量形成金刚烷。2.多环芳烃系列化合物的含量主要受控于热演化程度,样品中多种芳烃指数均与成熟度线性相关,但最为常用的MPI-1指数与实测成熟度相关性差,原因为脱甲基作用导致菲的相对含量变化不规律,故MPI-1不能预测原油或烃源岩成熟度。热成熟度能够改变甲基菲系列化合物生成的速度,相关参数如MPR和MPI-3与成熟度仍有良好的相关关系。3.因原油中无镜质体,无法直接测定成熟度,通常使用分子地球化学中提取的经验公式估算镜质体反射率。但本文研究证实其只在局部成立且与实测值有一定差距,只能指示样品成熟度变化趋势,未经校正时不能作为判定成熟度的依据。4.柴达木盆地在柴页2井石炭系中首次发现油气,这对该区寻找战略油气接替层系具有重要的意义。原油饱和烃以低碳数正构烷烃为主,甾萜烷分布完整,综合各类地球化学参数判定为混合生源。芳香烃馏分以烷基萘和烷基菲为主,含少量芳香甾和其他多环芳烃,经各类地球化学参数如MDR、MPR等换算得到的等效镜质体反射率在0.8%到1.0%之间,处于中低成熟阶段。天然气样品为油型气,甲烷的碳同位素换算出等效镜质体反射率为1.77%。受压力、矿物质含量和活化能等多种因素影响,烃源岩与原油样品热演化过程存在差异,致使中低成熟度原油依旧可保存在高成熟烃源岩地层中。本文运用分子地球化学数据对研究区样品进行详细刻画,明确不同化合物中各组分含量随成熟度变化的机理,揭示了低成熟原油与高成熟烃源岩差异演化的机制,指导高成熟地层的勘探与开发。