徐家围子断陷位于松辽盆地北部,是深层天然气勘探程度较高的地区,徐家围子断陷火山岩为重要的天然气储层类型。本文在结合前人研究成果和研究区烃源岩地球化学特征、碳同位素特征、流体包裹体均一温度、埋藏史以及热史的基础上,系统开展了气源对比、埋藏史恢复、古地温梯度研究、深层天然气成藏期研究。徐家围子断陷烃源岩地球化学特征分析研究表明,徐家围子断陷营城组和沙河子组具有充足的烃源岩,其烃源岩有机碳含量平均分布在0.8%-3.3%之间,有机质丰度较高。徐家围子断陷营城组和沙河子组有机质类型呈现出富氧贫氢特征,显微组分分析中镜质组优势明显,分析为III型干酪根,成气为主。营城组和沙河子组埋藏较深,镜质体反射率在1.8%-3.8%之间,烃源岩成熟度以高-过成熟为主。徐家围子断陷深层天然气中碳同位素异常轻的重烃来源于腐泥型原油的裂解。断陷中部有大约10%原油裂解气贡献,资源潜力不能忽视。徐家围子断陷营城组和沙河子组天然气中甲烷占优势,其天然气类型主要以煤型气为主,二氧化碳无机成因与有机成因均存在。通过运用激光拉曼、流体包裹体压力与均一温度特征研究表明,徐家围子断陷在距今93Ma~100Ma时的地温梯度为5.8℃/100m左右。PetroMod盆地模拟软件结果表明徐家围子断陷深层天然气以垂向运移为主,横向运移距离较短。随着天然气的深入勘探,徐家围子断陷火山岩气藏的油气来源及其比例、气藏类型、气藏充注时间以及不同类型气藏的形成过程制约着深层天然气资源的空间分布的确定。因此利用激光拉曼和流体包裹体方法以及盆地模拟法确定徐家围子断陷火山岩烃类气藏和二氧化碳气藏充注过程、成藏次序等成藏规律对今后的勘探具有重要意义。