准噶尔盆地二叠系油气资源丰富,但相关研究多集中在盆缘浅层。为探讨该盆地腹部的超深层上、下乌尔禾组泥页岩的形成环境,本研究对东道海子凹陷钻井15块岩石样品进行了元素地球化学分析,并对其物源、古构造背景、古气候及沉积水体环境进行了讨论。结果表明,乌尔禾组泥页岩的物源区形成于大陆岛弧的古构造背景,其中下乌尔禾组物源接近花岗岩类(酸性),上乌尔禾组的物源接近安山岩类(中性)。乌尔禾组泥页岩形成于寒冷干旱气候环境,其化学风化较弱,但从下乌尔禾组到上乌尔禾组具有明显的变暖趋势。同时,在乌尔禾组沉积期间,研究区总体为高盐的咸水环境,且随着气候变暖盐度从下乌尔禾到上乌尔禾组逐渐变小,水体也从下乌尔禾组沉积期的弱氧化演化为上乌尔禾组沉积期的富氧环境。