中国冀北-辽西地区广泛发育中-新元古界沉积地层,有利于开展地球早期生命演化、生物组成和古沉积环境等研究。大量的原生液态油苗和固体沥青的发现,展示了元古宇超古老油气资源良好的勘探潜力和前景。但受地质样品、地质资料、实验分析手段等条件的制约,对烃源岩分子标志化合物组成和古油藏成藏演化历史的研究尚不系统。本论文通过对原生有机质中分子标志化合物和碳同位素组成分析,探讨了冀北-辽西地区元古宙古海洋沉积环境和沉积有机质生物组成,并明确了典型古油藏的油气来源。结合区域地质背景,恢复了中元古界烃源岩的生烃史,厘定了古油藏的成藏期次与时间,重建了古油藏的成藏演化历史,揭示了超古老油气藏成藏规律。冀北-辽西地区中元古界高于庄组黑色泥质白云岩和洪水庄组黑色页岩为有效烃源岩,有机质丰度为中等-极好,处于成熟-高成熟热演化阶段。下马岭组页岩在宣隆坳陷成熟度低且有机质丰度高,但在冀北-辽西地区受早期岩浆侵入的影响而过早失去生烃能力。分子标志化合物和碳同位素分析表明,高于庄组沉积期盆地处于半封闭状态,水体较浅,盐度较高,浮游藻类较少,以蓝细菌等耐盐的低级菌藻类为主,且底栖宏观藻类繁盛。而洪水庄组和下马岭组沉积期水体较深,盐度较低,以蓝细菌、细菌和浮游生物为主。洪水庄组和下马岭组烃源岩中普遍含高丰度的C₁₉-C₂₀三环萜烷、C₂₄四环萜烷、C₁₈-C₃₃13α(正烷基)-三环萜烷和重排藿烷,可能代表了某种或多种特征性的菌藻类的贡献,而该类生物在高于庄组沉积期不繁盛,可能是受高盐度分层水体条件的遏制。综合储层岩石手标本、薄片显微观察以及分子标志化合物对比等分析,明确了XL1井雾迷山组和H1井骆驼岭组上段砂岩油藏为高于庄组烃源岩供烃,SD剖面雾迷山组、JQ1井铁岭组和H1井骆驼岭组下段砂岩油藏为洪水庄组烃源岩供烃,而LTG剖面下马岭组沥青砂岩则具有明显的混源特征。此外,辽西坳陷至少经历了两期生烃三期成藏。第一期为高于庄组烃源岩生烃,主要发生在1500~1300 Ma,第二期为洪水庄组烃源岩生烃,时间为250~230 Ma。第一期成藏时间为高于庄组烃源岩大量生排烃期(1500~1300 Ma),油气在下马岭组、铁岭组和雾迷山组等储层中聚集成藏。第二期成藏时间为465~455 Ma,为早期古油藏遭受破坏后,油气调整进入元古宇至奥陶系圈闭成藏。第三期成藏时间为240~230 Ma,油气源自洪水庄组烃源岩,可在元古宇至三叠系储层中聚集成藏,该期油气藏受构造破坏程度较弱,具有相对较好的成藏和保存条件,为研究区古老油气资源勘探的首选目标。