下寒武统牛蹄塘组富有机质黑色页岩是发育在上扬子地区的主要烃源岩之一。这套古老海相烃源岩虽然生源贡献相对简单,以菌藻类为主,但是它的显微组分面貌很复杂,却在意料之外。由于时代古老,其所经历的构造和热演化历史复杂,有机质大部分处于高过成熟阶段,化学成分和结构逐渐趋同,导致了基于化学性质和光学性质识别显微组分的难度。然而,这种演化、“趋同”进程必然伴随着烃源岩中有机质的生烃和排烃作用,因此,追溯古老烃源岩中分散有机质的成因和演化特征,不仅在理论上对增加古老沉积物中沉积有机质的成因及演化的新知识有学术价值,而且在实践中对于确定四川盆地震旦系-寒武系大气田的成因和成藏史有重要的意义。采集了上扬子地区东部下寒武统牛蹄塘组（同时期-筇竹寺组/水井沱组）黑色页岩和震旦系、寒武系碳酸盐岩储层中的固体沥青样品247个,综合运用有机岩石学、元素和稳定同位素地球化学紧密结合的方法开展了研究工作。在微观（光学显微镜）和亚微观（扫描电镜/能谱）的尺度上,详细剖析了牛蹄塘组页岩有机显微组分的组成面貌和成因特征,藉此反演和追溯其形成过程。同时,采用对比研究和实验模拟的方法,对显微组分组成面貌相似的低成熟度中寒武统Alum页岩进行了热演化模拟实验研究,以此正演和重现各种显微组分的演化历程。此外,详细对比研究了烃源岩内次生固体沥青和储层岩石中运移固体沥青的光学性质、微量元素及稳定碳同位素组成特征。取得了以下主要认识:对比研究和热演化模拟实验研究揭示了牛蹄塘组分散有机质的复杂显微组分组成面貌,确定了其中主要显微组分的“前世今生”。厘定了原沥青和源内次生固体沥青的分类位置,建立了新的古老海相烃源岩有机显微组分分类体系。提出牛蹄塘组黑色页岩分散有机质由原沥青、固体沥青组、动物有机碎屑组、腐泥组和惰质组等构成,并分别阐述了各种组分的特征和鉴别标志。原沥青和源内次生固体沥青是包括牛蹄塘组在内的高过成熟古老海相烃源岩的特征性组分。原沥青的出现与地层沉积时古环境中氧的含量增加耦合,可能是浮游藻类或细菌等低等水生生物形成的有机质在沉积界面处,间歇性充氧作用下形成的相对贫氢的有机质。源内次生固体沥青是生油母质在生油窗所产生的油,经初次运移后残留在烃源岩的沥青的转化产物。模拟实验揭示,原沥青和源内次生固体沥青的光性演化,与镜质体的光性演化一样,随加热温度和时间的增加呈规律性变化,反射率逐渐增大。证实了原沥青和源内次生固体沥青是有机质热演化作用的指示计,可以用其反射率的增长来表征前泥盆纪烃源岩的有机质成熟度。首次发现富集产出的源内固体沥青,它作为牛蹄塘组黑色页岩钙质结核中的裂缝充填物出现。由此,奠定了源内固体沥青与储层固体沥青对比的物质基础。研究发现,无论其粒径大小,源内固体沥青在过成熟（Eq VRo＞3.5%）页岩中均显示出相对均匀的光学结构和非常弱的反射各向异性。因此,在缺乏镜质体的前泥盆系海相地层中,源内固体沥青是测定反射率和确定有机质热成熟度的最合适的有机组分之一。由牛蹄塘组页岩排出的烃进入到储层后转化的储层固体沥青（运移固体沥青）,由于各向异性强、焦炭光学结构发育和反射率变化幅度较大,而不适合于作为成熟度参数测试之用。源内固体沥青显示出对其前体成分的某种继承性。其稳定碳同位素组成（约-34‰～-33‰）与烃源岩（黑页岩）干酪根的碳同位素组成非常接近,微量元素和稀土元素的分布规律也与牛蹄塘组黑色页岩一致。相比之下,震旦系和寒武系储层碳酸盐岩中运移固体沥青的稳定碳同位素组成稍重（-33.6‰～-31.2‰）,但其微量元素和稀土元素的分布规律与源内固体沥青基本一致。因此,源内固体沥青可以作为储层固体沥青与烃源岩进行对比的关键环节。研究结果直接证明了利用储层固体沥青的元素地球化学特征进行固体沥青溯源的可能性,从而为高过成熟地区天然气成因和成藏史分析提供了新的地球化学手段。