氮是一种重要的生命元素,在自然界中广泛分布。由于氮元素在沉积有机质中含量较少,并且氮同位素测试对实验方法要求较高,因此关于氮同位素的研究长期受到限制。目前对典型沉积环境,特别是海相沉积环境中低含氮量的烃源岩和原油氮同位素组成特征的研究非常有限。本文采用EA-IRMS联用技术,依据杜马斯燃烧法,通过优化实验分析方法,测试出了重庆和塔里木地区烃源岩和原油样品氮同位素的稳定分布特征,并结合常规地球化学参数进行对比分析,探讨氮同位素的分布特征及地质意义。取得了以下主要认识:重庆地区的三套典型富有机质海相烃源岩的氮同位素组成具有明显差别,龙马溪组处于弱氧化沉积环境,氮同位素分布较重;五峰组氮同位素分布值整体居中;牛蹄塘组处于硫化还原的缺氧沉积环境,氮同位素分布相对较轻。塔里木地区玉尔吐斯组富有机质海相烃源岩氮同位素分布范围较大,层位底部处于富氧的沉积环境,氮同位素分布较轻;中上段处于缺氧-低氧的沉积环境,氮同位素发生正偏移。塔里木盆地不同沉积环境原油样品的氮同位素分布存在明显差异,陆相原油样品氮同位素较重,海相原油样品氮同位素分布较轻。海相原油非烃组分氮同位素一般均重于沥青质组分氮同位素。原油中不同极性含氮组分的氮同位素分布具有明显差异,非碱性含氮化合物氮同位素分布最重;碱性含氮化合物的氮同位素分布最轻。烃源岩的沉积后作用中引起的轻氮或重氮的丢失,不会显著改变原始沉积环境的氮同位素分布特征;原油的成熟度与氮同位素值之间没有发现明显的相关关系。沉积环境与氮同位素分布的存在明显的相关性,通过分析可知沉积环境的氧化还原条件对氮循环路径具有对应关系,在无氧-缺氧氮循环阶段,主要发生生物固氮作用,分馏较少,沉积层中的氮同位素分布普遍偏轻。在缺氧-含氧过度阶段,氮的循环反应复杂,沉积水体内发生硝化作用、反硝化作用,以及氨氧化作用,分馏复杂,沉积层中的氮同位素分布偏重。在含氧-富氧氮循环阶段,反硝化作用等被抑制,仅发生硝化作用,氮同位素的分布也会较轻。因此氮同位素是指示沉积古环境的可靠指标。