六盘山盆地构造位置独特、多期构造单元控制、构造背景复杂,盆地总体位于华北地块西南缘与祁连-秦岭构造带接合部位。盆地油气资源较丰富,油气地质条件良好,早期在盆地石油地质调查中,在下白垩统、古近系及侏罗系、石炭系地层均发现多处地面油气显示,以下白垩统地层最显著,尤其在近年来的钻井中,盆地下白垩统页岩油气显示较多。论文从盆地的构造背景、重-磁-电特征、沉积特征、地层发育、地化特征、储集特征、生成机理及条件、富集机理及条件、含油气性、主控因素及成藏组合等方面出发,综合运用野外调研、实验分析、现场解析、等温吸附、标准对比、物探、数学等技术方法,结合钻井、测井、录井及前人研究等资料,以下白垩统马东山组和乃家河组为主要研究对象,以马东山组泥页岩为重点研究层位,对研究区页岩油气生成、聚集条件做了详细探讨和评价,优选出研究区页岩油气有利区,并对其页岩气资源进行初步评估。(1)盆地构造位置特殊、演化背景复杂,白垩纪盆地具典型断陷湖盆性质,与鄂尔多斯盆地西缘沉积-构造环境相似;依据盆地重力、磁力、大地电磁测深等最新地球物理资料解释分析,盆地内部主要存在3个低值区、4个磁异常区域及5个电性层;其中圈定的海原凹陷、固原凹陷是本次重点研究区,这一成果与地质资料得出的结论相吻合。盆地可划分为3个一级构造单元和10个二级构造单元。(2)据前人研究及野外调研,六盘山盆地内缺失上白垩统,下白垩统自下而上依次命名为三桥组、和尚铺组、李洼峡组、马东山组、乃家河组。早白垩世,盆地有两大沉积沉降中心—海原凹陷和固原凹陷,整个盆地北高南低,东西两侧高,中心低。发育的体系域类型主要有低水位体系域、高水位体系域、湖侵体系域和萎缩体系域。盆地自下而上显示了一个由冲积扇→辫状河→湖泊相向上变深变细的退积旋回;发育两种沉积模式:一为冲积扇-扇三角洲-湖泊相沉积模式,主要发育在三桥-李洼峡组;二为辫状河三角洲-湖泊相沉积模式,主要发育在马东山-乃家河组。(3)下白垩统马东山组与乃家河组有机质来源为陆源碎屑物,泥页岩累计厚度较大,单层厚度多数在40m左右,连续性好;在马东山组-乃家河组沉积时期,盆地发育多个沉积中心,以海原凹陷和固原凹陷最为发育。据实验分析,研究区有机质丰度较高,有机质类型I型、II型、III型都有发育,主要以II型、III型为主,热演化程度为低成熟-成熟阶段。同时,研究区页岩油气发育在盆地横向和纵向上具有一定的规律性:横向上自盆地沉积沉降中心向边缘或斜坡具有页岩油变为页岩气的规律性特点;纵向上盆地内页岩油气由底部到上部地层呈现出页岩气-页岩油气-页岩油-页岩气的规律性分布。(4)据岩矿全岩鉴定,研究区脆性矿物含量大于40%,含量偏高,粘土矿物含量均值为13.2%,含量偏低,有利于页岩油气的开采。页岩油气储集空间类型多样,主要为微孔隙和微裂缝;微观孔隙结构复杂,多被粘土矿物和碳酸盐岩矿物充填,发育毫-微-纳米多级孔喉系统。孔隙度和渗透率值较低,泥页岩储层属低孔低渗储层类型。利用等温吸附实验及现场解析等方法,研究区含气量主要在0.9m3/t~2.03m3/t之间,马东山组平均为1.51m3/t,乃家河组平均为1.33m3/t,含气性较好;据低温干馏实验分析,研究区含油率不高,半焦产率高,生油潜量(S1+S2)介于0.23~2.78mg/g,生油潜量小。(5)据前人研究结果及本次研究,“生-储-聚”三位一体的源储共生型油气聚集是页岩油气最典型的聚集机理,页岩气聚集机理又具有显著的“混合型”特点,研究区页岩气主要以吸附态赋存;页岩油是典型的源储一体、滞留聚集、连续分布的聚集机理。地球化学、矿物组成、物性、孔喉系统等条件,决定着研究区泥页岩的生烃潜力、储层好坏、含油率及含气量;其中地层埋深、岩石矿物组成、有机质丰度、物性、含气量等是页岩气富集的主要控制因素,有机质丰度、成熟度和生排烃作用等是页岩油富集的主控因素。(6)对整个盆地的盖层、圈闭及保存条件进行了分析评价,研究区成藏组合时空匹配,自生自储自盖式成藏组合有利于页岩油气聚集成藏。与下白垩统有关的圈闭主要是岩性圈闭和构造圈闭,且具成排成带特点。发育的正反转断层、断层泥和糜棱岩有利于油气藏的保存。建立了六盘山盆地下白垩统泥页岩油气参数评价标准,确定了页岩油气资源评估方法—体积法;优选出马东山组海原凹陷东部、固原凹陷中部、盘中2北西方和乃家河组海原凹陷中部、固原凹陷北东部5个页岩油气有利区块,并对其页岩气资源进行了初步评价。本论文的研究成果对后期整个六盘山盆地及中国其它陆相页岩油气的研究、勘探、开发具有一定的指导和借鉴意义。