鄂尔多斯盆地中生界延长组主要发育长7和长9两套烃源岩,长7烃源岩是鄂尔多斯盆地中生界的主力烃源岩,但由于延长组深层勘探程度低、资料积累少,长9泥页岩一直被认为是非主力烃源岩而未受到足够的重视。近年来的研究和勘探实践发现,长9黑色页岩有机质丰度高、类型好,油源对比也证实长9烃源岩是长8—长10油层组的重要油源岩之一。目前,对长9黑色页岩的分布、有机质富集机理和发育模式仍不清楚。本论文综合采用有机地球化学、有机岩石学和元素地球化学等技术手段,研究了长9黑色页岩分布和有机地化特征、沉积时期的古气候和古环境,明确了长9烃源岩有机质富集机理,最终建立了长9烃源岩的发育模式。取得的主要成果和认识如下:长9油层组分布有黑色页岩与灰色泥岩两类烃源岩,其中黑色页岩是很好—极好的烃源岩,而长9灰色泥岩是中等—好的烃源岩;长9黑色页岩和灰色泥岩有机质类型分别以Ⅰ—Ⅱ₁型和Ⅱ₂—Ⅲ型为主;R_o、T_max及生物标志物成熟度参数综合分析表明,长9泥页岩主要处于生油早期至生油高峰。长9油层组自下而上分布有长9~2和长9~1两套泥页岩,其中长9~2黑色页岩仅发育在英旺—洛川地区附近,厚度在8~12m之间;而长9~1黑色页岩存在两个沉积中心,一个是位于陕北斜坡中部的高桥地区,厚度主要分布在12~20m之间;另一个位于洛川的东部地区,最大厚度约10m。沉积于三角洲的长9~2和长9~1下部烃源岩样品显微组分以富氢镜质体和沥青质体为主,主要来源于高等植物;沉积于三角洲的长9~1上部烃源岩样品显微组分以壳质组或者富氢镜质体为主,以高等植物贡献为主;而沉积于半深湖的长9~1上部烃源岩样品显微组分以层状藻类体和矿物沥青基质为主,主要来源于以藻类为主的低等水生生物。这也与生物标志物组成的分析结果相吻合。在长9样品中检测并鉴定了四类重排藿烷化合物,分别为18α(H)-新藿烷(Ts和C₂₉Ts)、17α(H)-重排藿烷(C₂₉~C₃₅D)、早洗脱重排藿烷(C₃₀E)以及21-甲基-28-降藿烷(C₂₉Nsp)。四类重排藿烷的发育与热成熟度、生物来源无明显相关性。而浅水区高等植物生源为主的长9样品中,偏氧化的沉积环境有利于重排藿烷的富集。根据Zr/Sc与Th/Sc和10Al₂O₃-200Ti O₂-Zr三角图,长9泥页岩未受到明显沉积再循环的影响。长9泥页岩的物源以石英二长岩为主,混有花岗闪长岩和花岗岩。中等的化学蚀变指数(CIA)、化学风化指数(CIW)和斜长石蚀变指数(PIA)均表明长9泥页岩的母岩经历了中等强度的化学风化作用,这也与Rb/Sr值、Al₂O₃/Ti O₂值、A-CN-K三角图和AK-C-N三角图分析结果相吻合。Sr/Cu、Rb/Sr、C值和Si O₂与Al₂O₃+K₂O+Na₂O图版均表明,长9泥页岩沉积时期气候以半湿润为主,这也与物源区遭受了中等化学风化作用相契合。长9沉积时期陆源碎屑输入中等—高,半深湖区比三角洲区具有更适中的陆源碎屑输入,黑色页岩比灰色泥岩具有更适中的陆源碎屑输入。生物标志物组成、显微组分组成和元素地球化学证据都表明:盆地中部(如丹81井区)的长9~2和长9~1下部、盆地西部边缘(如胡152井区)的长9~1上部和盆地东南部边缘(如仕望河剖面)的长9泥页岩沉积于偏氧化的淡水浅水环境,古生产力低。盆地中部(如丹81井和丹49井区)的长9~1上部黑色页岩沉积于半深湖次氧化—间歇性缺氧的淡水环境,古生产力中等。半深湖区富有机质黑色页岩的形成主要受控于次氧化—间歇性缺氧的环境,而三角洲区黑色页岩有机质的富集主要受控于陆源有机质的输入。