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柴达木盆地东部是柴达木盆地中具有勘探潜力的地区之一,近年来在柴达木盆地东部地区石炭系发现了越来越多的碳沥青以及油砂,表明该地区石炭系有一定的油气资源潜力。但是柴达木盆地东部地区现今地温场、热史及成熟度演化史不清楚,制约着油气的资源潜力评价。本次研究共采集了300余个样品测试了500余个数据,并从有机质丰度,有机质类型及有机质成熟度三个方面评价了该区石炭系烃源岩特征;利用了56口井的测温数据研究了柴达木盆地东部地区的现今地温场;测试和整理收集了18个裂变径迹数据及178个镜质体反射率数据,利用了古温标法揭示了柴达木盆地东部地区热史;并以烃源岩特征、热史为基础,使用了先进的盆地模拟技术重建了柴达木盆地东部地区的成熟度史。研究得出:(1)柴达木盆地东部地区石炭系烃源岩有机质丰度较高,干酪根类型为Ⅱ1型~Ⅲ型,处于一个高成熟-过成熟阶段,整体评价为中等-好的烃源岩。(2)现今地温梯度和大地热流分别为24.1°C/km,53.1mW/m2,具有构造稳定区的低温型地温场特征。(3)石炭纪以来经历了5个热演化阶段:石炭纪-晚三叠世持续增温阶段,在中三叠世达到地温梯度高峰阶段,最大古地温梯度为39.8°C/km;晚三叠纪世-早侏罗世抬升剥蚀降温阶段;早侏罗世-早白垩世持续升温阶段;早白垩世-古近纪短暂升温阶段后持续下降阶段;新近纪持续快速降温阶段。(4)柴达木盆地东部石炭系地层成熟度演化过程为早石炭世烃源岩刚进入生烃门限,至二叠纪末处于成熟阶段;由于受到印支运动的影响,晚三叠世,柴达木盆地整体抬升并遭受剥蚀,石炭系生烃停止;中侏罗世末期由于燕山运动,使早、中侏罗世断陷盆地发生反转导致隆升剥蚀;晚侏罗世-早白垩世再次沉降,连续沉积上侏罗统和下白垩统,温度增加,在晚白垩世石炭系处于中成熟阶段;白垩纪末的晚燕山运动,使该区再次抬升,石炭系生烃过程中断;新生代连续沉积了古近系、新近系和第四系,烃源岩达到中成熟-高成熟阶段。(5)根据柴达木盆地东部石炭系烃源岩特征及成熟度热演化史,认为柴达木盆地东部地区石炭系具有较大的生烃潜力,并且油气勘探以石灰沟-城墙沟-欧龙布鲁克山和旺尕秀煤矿地区为主。本论文研究成果可以为该区的油气勘探决策提供依据。