南祁连盆地在经过多阶段油气勘探后虽然取得了一系列成果,但一直没有突破性进展。本文在结合前人研究基础上,通过系统的野外地质剖面测量和样品采集,以泥岩和碳酸盐岩的干酪根、饱和烃气相色谱、饱和烃质谱、主量、微量、稀土元素等分析技术为手段,综合评价二叠系海相烃源岩有机质成熟度、有机质类型和沉积环境。研究表明:二叠系处于缺氧环境、还原程度较高的高盐度沉积环境;泥岩有机质类型为Ⅱ2型,具单一有机质来源,有机质成熟度较高,来源于陆源高等植物的木质部分,为区内较有利烃源岩;碳酸盐岩有机质类型以Ⅲ型为主、Ⅱ2型为辅,具多种有机质来源,有机质成熟度中等,来源于具有陆源、水生二元性,是区内有利烃源岩;二叠系沉积物主要为长英质岩石,源岩来自上地壳并受到了一定富集作用的影响。刚察凹陷以潮湿环境下湿热程度较高、水体较深盐度较高的氧化环境为特征,而哈拉湖凹陷以干热环境下湿热程度较低、水体相对较浅盐度较低的氧化环境。本文为南祁连盆地下一步油气资源评价、勘探开发提供了翔实的参考价值和指导基础。