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本文以油藏地球化学为理论基础，对塔中隆起和围斜区奥陶、志留、泥盆和石炭系原油进行成藏历史分析。在原油物性特征和组分分析的基础上，采用生物标志物和馏分碳同位素等方法，进行油-油对比、原油族群划分、油-岩对比研究；通过结合研究区埋藏史、有机质热演化史曲线和实测流体包裹体均一温度，将成藏温度转换成各成藏期次对应的时间；在原油族群划分的基础上根据原油成熟度的细微差异以及非烃含氮化合物(咔唑系列)与含硫芳烃(烷基二苯并噻吩类)的地色层效应，示踪油气运移/油藏充注方向和途径。研究表明：(1)塔中隆起和围斜区奥陶、志留、泥盆和石炭系原油分属两个族群。其中，绝大部分志留、泥盆和石炭系原油及部分奥陶系原油来源于中上奥陶统有效烃源岩；个别石炭、志留系和部分奥陶系原油有明显寒武系油源贡献。(2)塔中地区卡塔克隆起东、西段地层热演化历史存在巨大差异，在塔中隆起的西段及其围斜区有可能保留下古生界(特别是寒武系)烃源灶。(3)塔中西南围斜区的(S3-D1+2)k克孜尔塔格组和S1k柯坪塔格组储层中，可能在晚二叠～晚三叠期间(约30Ma)发生过一次持续时间较长的油气运移充注事件，该期运移的原油成熟度不高。(4)志留系原油平行塔中Ⅰ号断裂线，以“波阵面”形式沿南、南东向，向志留系在塔中地区的尖灭线附近运移充注。以TZ54井～TZ9井一线为界，泥盆-石炭系原油在卡塔克隆起西段有向西南运移充注的趋势；在卡塔克隆起东段，石油有向东南运移的趋势。推测烃源灶可能位于卡塔克隆起北侧顺托果勒西～顺托果勒南一带及卡塔克隆起西段的西、南两侧。