南祁连盆地木里坳陷部署的多个天然气水合物钻孔钻遇不同程度的水合物与油气显示伴生现象,指示该地区具有良好的油气勘探前景,有必要对已发现油气显示进行来源分析。由于水合物钻孔深度有限,针对DK-9孔4组油气显示样品,在开展现有烃源岩油源对比基础上,选取中侏罗统、上三叠统各5组代表性低熟烃源岩样品进行热模拟实验,模拟深部烃源岩生、排烃过程,将新生烃类再次与油气显示进行对比,进一步探究油气显示来源。结果显示,油气显示可分为两类(Ⅰ和Ⅱ),第Ⅰ类油气显示遭受生物降解作用,成熟度稍高,第Ⅱ类油气显示成熟度稍低;现有烃源岩主要分为三种类型(Ⅰ—Ⅲ),分别对应深度163.30~207.42 m、 207.42~348.50 m、357.90~586.50 m。结合常规油源对比、热模拟实验与地质条件分析,最终推测第Ⅰ类油气显示主要与第Ⅰ类烃源岩同源;第Ⅱ类油气显示主要与第Ⅱ类烃源岩同源,此外可能还有第Ⅲ类烃源岩或更深层烃源岩的贡献,即其母质来源既与中侏罗统烃源岩有关又与上三叠统烃源岩有关。