塔里木盆地是深层—超深层油气勘探开发的主战场。目前塔里木盆地库车坳陷托探1井古生界寒武新层系古潜山型油气藏勘探取得重大突破。由于地层年代古老且油气藏地质构造复杂,对该区域油气成藏过程和流体演化尚未进行系统深入的研究。采用生物标志化合物分析、岩相学分析、微区原位微量元素与锶同位素分析、流体包裹体等研究方法,确定下丘里塔格组白云岩储层成脉流体来源和多期油气充注时间。结果显示,托探1井下丘里塔格组白云岩储层主要发育裂缝和溶蚀孔洞充填的2期方解石脉体,第一期方解石为深部富锶流体来源,第二期方解石脉体表现为海水来源。2期含油流体包裹体主要发育于第二期方解石脉体内部,分别为次生蓝白色荧光油包裹体和次生绿色荧光油包裹体,结合包裹体测温和单井埋藏史恢复结果显示,第一期蓝白色油包裹体成藏时间为新近系吉迪克组沉积时期(23~20 Ma),第二期绿色油包裹体成藏时间为新近系库车组沉积时期(5~3 Ma)。基于油源对比分析推测下丘里塔格组储层内2期原油来源于三叠系黄三街组和侏罗系恰克马克组湖相烃源岩的混合供烃。库车坳陷托探1井的新发现证实塔里木盆地山前古老地层中仍具有油气规模成藏条件,潜山型油气成藏成为下一步库车坳陷油气增储上产的新领域。