富烃凹陷是大型油气阳形成的关键.前人已经对我国东部断陷型富烃凹陷有较多的研究,然鄂尔多斯盆地三叠纪延长期发育我国中西部重要的坳陷型富烃凹陷,对其形成环境的研究相对较少,已有的研究涉及区域大地构造环境、湖盆底形、地质事件、地热场与热演化等方面,但多是聚焦在各自研究领域的探讨,亦或是与油气成藏有关,甚少关联到富烃凹陷中优质烃源岩的形成环境与形成机制.论文选取鄂尔多斯盆地三叠纪延长期富烃凹陷为研究对象,通过有机-无机地球化学相结合的研究方法,反演优质烃源岩形成期古生产力到有机质富集的动态过程,揭示优质烃源岩的形成规律,指导油气勘探,弥补坳陷型富烃凹陷的研究空白,同时也对完善富烃凹陷控油理论具有重要的科学意义.
　　论文以延长组长7段优质烃源岩为研究材料,在综合有关晚三叠世富烃凹陷构造活动、物源区特征、沉积相展布、沉积层序格架、及邻区火山地震活动等信息的基础上,综合多项有机-无机地球化学分析结果,探讨优质烃源岩形成期的古气候、古生态、湖盆水体性质及沉积环境等关键因素,并在此基础上提出了延长组长7段优质烃源岩形成的淡水分层湖模式.
　　无机元素地球化学分析结果表明:长7段优质烃源岩主量元素中硅、铝、钾,锰、钛与陆壳相当,但低钙、镁、钠而富磷,富铁,显示出长7段沉积期生物活动繁盛的特点;优质烃源岩中微量元素均较为富集,尤其以As、Mo、U更甚;稀土元素整体含量较高,配分图呈轻稀土富集重稀土亏损,Eu负异常右倾形态.微量元素V/(V+Ni)分布范围为0.68~0.85,δU主要为0.9~1.94,Ceanom分布范围为-0.06~-0.02,Th/U主要为0.09~4.2,Sr/Ba范围值为0.21-0.76, B含量丰度基本低于60ppm,B/Ga<3.3,表明长7优质烃源岩形成于淡水还原环境,而且总体表现为深湖区的长73烃源岩还原环境更强,有机质丰度更高.与此同时,生物遗迹、沉积构造及钴(Co)含量估算法也表明,优质烃源岩发育区水体更深,为半深湖-深湖环境,这为湖盆水体温度分层提供了可能.
　　有机地球化学分析结果显示,长7优质烃源岩有机质丰度高,有机质类型好,干酪根为Ⅰ~Ⅱ1型,有机质来源以低等水生生物及藻类为主,低成熟—成熟.但同时优质烃源岩也分为两类:一类岩性为泥岩为主,TOC含量相对低,饱和烃中轻烃组分较低,混有一定的陆源有机质,规则甾烷ααα20R构型的C27、C28、C29以呈"V"型为主,重排甾烷及重排藿烷较丰富,补身烷含量相对低,指示了还原—弱还原的沉积环境;另一类岩性以页岩为主,饱和烃中轻烃组分较高,高等陆源有机质输入少,规则甾烷ααα20R构型的C27、C28. C29呈"L"型,重排甾烷及重排藿烷较低,补身烷含量相对高,反映了强还原环境的特征.
　　孢粉分析结果表明,延长组沉积期长7古湖盆处于热带-亚热带,气候温暖湿润,雨量充沛.古湖泊的水生生物生产力恢复结果显示,长7期古湖泊生产力极高,至少达到富养——超养湖水平.古湖泊水生生物生产力高值区对应于同期火山灰沉积物的较厚区,暗示火山灰沉积物可能带来了充裕的营养,促使水生生物勃发,导致极高生物生产力的形成.
　　中晚三叠世华北板块与扬子板块碰撞造山,位于造山带后侧的富烃凹陷稳定沉降,形成欠补偿的半深水-深水湖盆,地理位置上湖盆又位于受季风影响的热带-亚热带区,为湖水温度分层提供了充分条件.深湖区温跃层之下,水体宁静缺氧,保存条件极好,温跃层之上水生生物繁盛,提供了富足的有机质,有利于形成优质的纹层泥页岩;浅湖-半深湖区,水体分层性渐差,还原环境相对差,且受到一定的陆源碎屑干扰,形成次好的泥质烃源岩.此外,富烃凹陷形成期构造活动明显,邻区火山喷发频繁、盆内深部热液作用活跃,这些作用过程,带来了大量的营养物质,可能致使湖盆藻类不分季节勃发,从而在分层湖的深湖区形成黑色页岩,即使在分层不明显的浅湖-半深湖区,也发育了比延长组其它层位品质更好的泥页岩.