南黄海地区海相碳酸盐岩沉积有机质经历了漫长的热演化史,进入高-过成熟热演化阶段,有机地球化学参数等会发生不可逆转的变化,仅凭单一的参数来评价高演化海相烃源岩难以得到客观、准确的结果,仅依靠某单一学科的独立研究也是无法解决问题的,必须展开多学科的交叉、综合研究。为此,选取南黄海南部坳陷WX5-ST1,WX13-3-1,CZ24-1-1,CZ12-1-1这四口钻遇了海相中-古生界的钻井中的岩芯为研究对象,开展烃源岩孢粉相、有机地球化学和元素、碳氧同位素地球化学的综合研究工作,在烃源岩传统评价和孢粉相分析的基础上,运用元素和碳、氧同位素等无机地球化学指标对各层段实现古生产力水平、缺氧程度等沉积环境的分析,进一步探讨有效烃源岩的形成条件及其对有机质富集规律的有效控制关系。取得的主要研究成果如下:1.岩石薄片鉴定、X荧光衍射分析结果显示,样品方解石含量都极高,但结构组分在各井间表现出较强的差异性,碳酸盐岩样品共划分为五种不同岩石类型。矿物成分与结构组分分析表明,研究区样品总体上为典型的生物成因灰岩,结构组成特征基本可以反映灰岩形成时期的沉积面貌。2.根据孢粉有机质统计数据,在研究区50件样品中共识别出四种孢粉相:A~D,生烃潜力依次降低。孢粉分析结果计算的有机类型值显示,下青龙组地层及栖霞组中部层段(2112~2108.25m)有机质类型指数最高且分布稳定,最有利于生烃。岩石热解参数显示各井碳酸盐岩Tmax值普遍较高,反映有机质演化程度较高,普遍进入成熟-高成熟的热演化阶段,有机质成熟度高造成生烃潜力(S1+S2)、有机质类型(氢指数-Tmax)等指标未能完全反映出有机质的真实特征。3.采用醋酸溶解碳酸盐岩样品,有效地区分开内源和外源矿物组分,确保ICP-MS及XRF分析结果基本体现自生碳酸盐矿物中的元素含量,从而更加准确的用于沉积环境的示踪,结果显示:CZ24-1-1井下青龙组及WX13-1-1井2108.25m~2112m栖霞组层段等不具Ce/Ce*负异常或具有轻微正异常的特征,而且自生铀含量较高,指示缺氧的环境特征,其它井段沉积水体偏氧化环境;结合古生产力综合系数及自生铀含量等古生产力替代指标来看,研究区各层段生产力处于中等水平,其中栖霞组古生产力水平最高,并且由底至顶逐渐升高,不同井的下青龙组地层生产力水平亦有差异,石炭系黄龙组与下青龙组生产力水平的差别不是很大。4.通过对各层段灰岩δ13C值演化特征的分析,发现栖霞组由底部至顶部δ13C值逐渐升高,暗示着古生产力的逐步提高,WX5-ST1井下青龙组碳同位素明显比CZ24-1-1井偏重,表明了同一层段在不同区域古生产力水平的差异性。总体上来讲,栖霞组与下青龙组地层相比有着较高的古生产力水平,更加有利于烃源岩的发育。5.根据各层段中有机质组成特征并结合烃源岩形成条件分析,认为表层水的高生物生产力及水体缺氧都是有机质富集的关键控制因素,对下青龙组而言,古生产力与保存条件之间相互影响,相互弥补,没有明显的主次之分,二者共同控制着烃源岩的发育;对栖霞组而言,有机质的富集特征受缺氧环境的制约更加明显,应用保存模式能较为合理地解释该层段碳酸盐烃源岩的发育机制;而石炭系黄龙组地层保存条件及古生产力水平均不利于烃源岩发育。