本论文以川西地区和川中地区上三叠统到白垩系气藏为研究对象，通过天然气组分特征、碳同位素特征、轻轻特征和稀有气体特征分别研究了川西和川中地区上三叠统到白垩系气藏的地球化学特征及气源问题，取得了以下主要研究成果及认识。川西和川中地区的天然气均以烃类气体为主，两个地区天然气中均不含H2S，排除了海相成因的可能。川西地区天然气以干气为主，川中地区天然气以湿气为主。从统计的碳同位素来看，川西地区天然气主要烷烃气碳同位素明显大于川中地区，表明川西地区天然气成熟度大于川中地区。川西地区T3-K天然气整体处于成熟到高成熟阶段，只有须二段部分样品的乙烷碳同位素值很低，后证实其来自成熟度更高的须一段的油型气。而川中地区上三叠统主要烷烃气碳同位素相对而言大于中、下侏罗统主要烷烃气碳同位素，表明上三叠统天然气成熟度高于中、下侏罗统天然气。川西地区部分层位天然气碳同位素存在倒转现象，而川中地区天然气则表现为正常碳同位素分布特征，表明川中地区天然气气源关系及充注关系相对较为简单。利用轻烃苯/正己烷、苯/环己烷的关系本文分别分析了川西地区和川中地区的天然气运移相态，分析表明川西地区从T3x2到J2层位，天然气存在水溶相和游离相两种运移相态；J3和K层位天然气以游离相运移为主。川中地区上三叠统天然气主要的运移相态为水溶相，中、下侏罗统天然气的运移相态主要为游离相。川西地区T3-K主要产层天然气的组分特征表明研究区天然气为煤型气；天然气碳同位素特征表明川西地区天然气以煤型气为主，须二段有部分油型气存在。轻烃参数Thompson庚烷值-异庚烷值关系、Mango轻烃参数、甲基环己烷指数、环己烷指数、脂烃族组成、甲苯/苯值等都表明川西地区天然气为煤成气。稀有气体同位素分析表明研究区天然气为壳源有机成因气。综合以上四类天然气特征分析结果，得出川西地区T3-K主要产层天然气以壳源有机成因煤成气为主，仅须二段有部分油型气。川中地区天然气组分特征表明上三叠统天然气为煤型气，中、下侏罗统天然气为油型气，且均为干酪根裂解气；碳同位素特征分析表明川中地区上三叠统与中、下侏罗统天然气为有机成因热成因气，没有生物成因气，上三叠统天然气为煤型气，中、下侏罗统主要为油型气，部分为煤型气；轻烃特征表明上三叠统天然气为腐殖型干酪根成因气，中、下侏罗统天然气腐泥型干酪根成因气为主，部分为腐殖型干酪根成因气。综合上面三类天然气特征分析结果，得出川中地区上三叠统天然气为干酪根热裂解成因煤型气，中、下侏罗统天然气为主要为干酪根热裂解成因油型气，部分为干酪根热裂解成因煤型气。综合组分特征、碳同位素特征、轻烃特征与稀有气体特征进行气源追踪得出：在川西地区，须二段天然气主要来自须二段烃源岩，部分来自下伏须一段海相烃源岩；须四段天然气主要来自须四段烃源岩、其次为须五段烃源岩，须三段烃源岩有一定的贡献，在断裂发育地区，须四段有来自须二段烃源岩的贡献；侏罗系天然气主要来自须五段烃源岩、其次为须四段烃源岩，部分天然气可能来自下侏罗统烃源岩。川中地区上三叠统天然气主要来自上三叠统烃源岩，中、下侏罗统天然年主要来自下侏罗统烃源岩，部分中、下侏罗统天然气来自上三叠统烃源岩。