中国南方海相页岩具有沉积时代老、热演化程度高、总有机碳含量相对较低的特点。常用的静态评价参数总有机碳含量,热成熟度,干酪根类型等不能够实现对中国南方高过成熟海相页岩初始生烃能力的还原。本文采用生烃动力学模拟实验方法,分别对一个相对低成熟的典型海相富有机质页岩和它的干酪根样品开展封闭体系和半封闭体系下的人工熟化,并对熟化获得的同一来源不同热演化程度的两个系列样品进行生气动力学模拟实验。通过对裂解产物中气态烃化合物、轻烃类化合物以及金刚烷类化合物的定量分析,揭示海相页岩在不同热成熟阶段的主要生烃母质及其生烃演化特征,为定量判识与评价高过成熟富有机质页岩的生气能力提供实验依据。本论文得到的如下成果与认识:(1)通过比较研究页岩与干酪根在热演化过程中的生烃演化特征,我们发现全岩样品更能反映有机质的实际演化特征,干酪根样品则有利于认识理解演化过程中的反应机理。(2)根据干酪根中烃类演化特征与定量结果将甲烷的生成阶段分为四个阶段,生油阶段、凝析油生成阶段、湿气生成阶段和干气阶段。定量研究表明,在初始干酪根甲烷最大产率中,15.7%来自生油窗早期形成的沥青(B1);31.9%来自生油高峰形成的沥青(B2);21.8%来自生油窗晚期形成的沥青(B3);30.6%来自干酪根初次裂解。(3)根据页岩中的金刚烷类化合物的演化过程,结合原油中的金刚烷类化合物类似的演化特征,将页岩中金刚烷演化阶段分为生成阶段(单金刚烷类化合物,Easy Ro 0.8–2.1%;双金刚烷类化合物,1.0-2.5%Easy Ro)和裂解阶段(单金刚烷类化合物,2.1–3.0%Easy Ro;双金刚烷类化合物,2.5–3.5%Easy Ro)。沥青的二次裂解(热成熟度>1.3%Easy Ro时)可能是页岩中金刚烷类化合物产率的主要贡献者;其单、双金刚烷化合物产率分别为最大金刚烷类化合物产率的75.6%和87.8%。干酪根直接产金刚烷类化合物的热成熟度死亡线为1.3%Easy Ro。一些金刚烷异构化指标在金刚烷类化合物形成阶段无明显变化,在金刚烷类化合物裂解阶段与热成熟度成线性关系。说明这些金刚烷指标可能成为评价高过成熟烃源岩热成熟度的潜在工具。(4)经过早期排烃作用的页岩样品仍具有一定的产气能力,热成熟度Ro值为3.0%是页岩中干酪根初始裂解生气的死亡线,它的产气能力衰竭至初期产气能力的1%以下。页岩中甲烷的产率主要由干酪根,可排沥青与残余沥青三部分裂解形成。其中最大甲烷产率中22.7%来自干酪根的初次裂解,19.6%来自残留沥青的二次裂解,57.6%来自可排沥青的二次裂解。按页岩的热演化阶段,可排沥青二次裂解所贡献的甲烷最大产率可以分为四个部分。具体而言,在57.6%的最大甲烷产率贡献中,16.3%来自生油高峰(0.7~1.0%Easy Ro)形成的可排沥青,21.9%来自生油窗高峰后(1.0~1.3%Easy Ro)形成的沥青,12.0%来自湿气阶段(1.3~2.0%Easy Ro)形成的沥青,7.5%来自2.0~2.5%Easy Ro形成的沥青。(5)排烃作用在页岩低成熟度阶段(0.57~0.7%Easy Ro)不明显,且对高过成熟阶段页岩的产气能力没有明显影响。经历排烃作用后的页岩体系中仍有大量可溶沥青(自由态和束缚态的油气组分),在高过成熟阶段可溶沥青可以与干酪根和不可溶沥青相互作用,成为晚期主要的页岩生气源。页岩中的可溶沥青是其重烃气(C2-C5)的重要母质来源,与含有可溶沥青的页岩相比,缺乏可溶沥青的页岩样品中重烃产率衰减较快。