随着上古生界油气藏以及火山岩油气藏研究在国内外取得了显著进展，新疆北部石炭系已经成为油气资源的重点勘探层位。新疆北部位于位于亚洲大陆中部，北缘以阿尔泰山褶皱系为界，南缘以天山褶皱系为界，中间夹持有准噶尔褶皱系、准噶尔盆地、天山褶皱系、吐哈盆地、三塘湖盆地，属于典型内陆盆山地貌。研究区石炭系烃源岩的总有机碳（TOC）含量变化范围为0.04%~9.43%，生烃潜量（S1+S2）的变化范围为0.01~38.06mg/g，镜质体反射率（Ro）均值的变化范围为0.533%~1.869%，半数以上为中等-好烃源岩，少数可以达到很好烃源岩，甚至碳质泥岩，成熟度以成熟-高成熟为主。早石炭世晚期形成的烃源岩的总有机碳（TOC）含量变化范围为0.21%~9.43%，生烃潜量（S1+S2）的变化范围为0.02~4.53mg/g，以中等-好烃源岩为主，有机质类型为Ⅲ型，镜质体反射率（Ro）均值的变化范围为1.307%~1.869%，成熟度以高成熟为主，；晚石炭世形成的烃源岩的有机碳（TOC）含量变化范围为0.05%~6.68%，生烃潜量（S1+S2）的变化范围为0.01~38.6mg/g，有机质类型为Ⅲ型和Ⅱ1型，镜质体反射率（Ro）均值的变化范围为1.033%~1.520%，成熟度以成熟-高成熟为主。新疆北部石炭系烃源岩的矿物组成主要包括石英、斜长石、钾长石、方解石以及粘土矿物等，其中粘土矿物的含量变化范围为10%~63.6%。伊/蒙混层矿物的相对含量变化范围为0%~88%，，其中伊/蒙混层中的蒙皂石相对含量变化范围为0%~80%；伊利石的相对含量变化范围为0%~49%；绿泥石的相对含量变化范围为2%~87%，平均值为29.20%；高岭石的相对含量变化范围为0%~27%，测得有效的伊利石结晶度值为0.26~0.55。研究表明烃源岩粘土矿物组合特征的主体变化趋势为，随着时代逐渐变老，粘土矿物中的伊/蒙混层相对含量具有减少的趋势，而且伊/蒙混层的混层比和绿/蒙混层的混层比的相对含量均值表现出降低的趋势，同时伊利石、绿泥石、高岭石以及绿蒙混层的相对含量均值有所增加的趋势，反映热演化程度随着地层时代的变老，也逐渐升高。上石炭统的巴塔玛依内山组（C2b）的粘土矿物和伊利石结晶度特征表现出与石炭系地层总体趋势不同的变化，热演化程度和更老的地层相同，甚至更高。通过对石炭系所经历的构造演化分析，火山作用的频发可能是促进泥质岩石中粘土矿物的伊利石化，促进有机质热演化程度升高的重要原因。大型盆地边缘和裂谷地区的烃源岩，在叠加火山作用时，也更易促进岩石的热演化程度的加深。本文通过对研究区石炭系烃源岩的地质、地球化学特征以及粘土矿物特征研究，认为石炭系烃源岩总体处于高级成岩作用阶段和极低级变质作用阶段，成熟度普遍为成熟-高成熟阶段，并且认为上石炭统巴塔玛依内山组（C2b）表现出遭受了极低级变质作用的原因，可能是受到了火山作用的影响。