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准噶尔盆地是中国西部典型的多旋回叠合盆地,发育石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和古近系6套烃源岩,广泛分布于盆地不同地区。石炭系海陆交互相烃源岩分布于盆地大部分地区,泥岩有机质丰度中等,以Ⅱ型有机质为主,碳质泥岩和煤有机质丰度高、类型差。二叠系湖相烃源岩分布广、厚度大,有机质丰度高、类型好,干酪根碳同位素组成轻,是盆地中最主要的烃源岩。三叠系湖相烃源岩在盆地东部有机质丰度较高、以Ⅱ型有机质为主。侏罗系为煤系烃源岩,有机质丰度高,但以Ⅱ2型和Ⅲ型有机质为主,干酪根碳同位素组成重。白垩系和古近系湖相烃源岩主要分布于盆地南部,有机质丰度中等,但以Ⅰ、Ⅱ型有机质为主。石炭系烃源岩目前主要处于高—过成熟阶段,二叠系、三叠系烃源岩主要处于成熟—高成熟阶段,侏罗系烃源岩在大部分地区未成熟—低成熟,只在南部与东部坳陷达到成熟—高成熟,白垩系和古近系烃源岩目前也只在南部坳陷处于低成熟—成熟演化阶段。准噶尔盆地目前发现了6大类典型原油,其地球化学特征存在很大差异。第一类原油碳同位素组成特别重(δ13C>-26‰);第二类原油碳同位素组成轻(δ13C<-29‰)、含有丰富的胡萝卜烷、类异戊二烯烷烃、三环萜烷和伽马蜡烷,甾烷以C28、C29为主,基本没有重排甾烷;第三类原油碳同位素轻(δ13C<-29‰)、重排甾烷、Ts、C29Ts及C30重排藿烷异常丰富;第四类原油碳同位素组成重(δ13C-28‰-26‰),Pr/Ph大于2.5,三环萜烷含量低且以C19、C20为主,藿烷系列丰富,伽马蜡烷极低,甾烷以C29规则甾烷及重排甾烷为主;第五类原油碳同位素组成轻(δ13C<-29‰)、Pr/Ph<1.0、伽马蜡烷丰富且有两个异构体、Ts、C29Ts、C30重排藿烷、C27C29异胆甾烷及C30甲基甾烷十分丰富;第六类原油主要为中低成熟油,碳同位素组成重(δ13C-28‰-26‰),C27、C28、C29甾烷呈Ⅴ型分布,甲藻甾烷异常丰富。第二类原油广泛分布于盆地不同区域,其他类型原油均只分布于盆地局部地区。西北缘地区以第二类原油为主,可分为3个亚类;腹部地区以第二类原油为主,可分为4个亚类,还有少量第四类原油;东部地区有前4类典型原油,此外还有混合原油;南缘地区目前发现有第二、第四、第五及第六类4种典型原油,也有少量混合原油。