中国页岩气在勘探开发方面已经取得了明显成效,但对于页岩气地球化学特征的研究几乎属于空白。明确页岩气的地球化学特征,对页岩气的成因研究、气源鉴别和富集规律有重要意义。本文采集国内页岩气数据67个,来自四川盆地和鄂尔多斯盆地主要页岩气产层,同时,搜集文献报道的美国页岩气数据315个,对这些数据整理、制图和分析,结合大量北美报道的页岩气研究成果,研究中国典型页岩气地球化学特征。四川盆地龙马溪组页岩气为干气,有少量的CO₂和N₂,均为无机矿物高温分解形成。随着成熟度的增加,页岩气碳同位素会经历正碳同位素序列、碳同位素倒转序列和负碳同位素序列,龙马溪组显示为负碳同位素序列,长7段显示为正碳同位素序列,山西组和龙潭组显示为碳同位素倒转序列。高成熟阶段页岩气的倒转,是油和凝析物裂解生成了富¹²C的乙烷和丙烷;而过成熟阶段页岩气δ¹³C₁、δ¹³C₂和δ¹³C₃值很接近,该阶段油裂解耗尽,进入纯湿气裂解,乙烷的分馏速率大于丙烷,造成δ¹³C₂>δ¹³C₃。同时,由于构造抬升,页岩气遭受解吸、散失等次生作用造成碳同位素分馏增加,最终形成负碳同位素序列。中国海相页岩气的轻烃数据与碳氢同位素都表现出煤成气的特征。海相页岩气由于成熟度较高,轻烃大量裂解,剩下的都是热稳定性较好的甲基环己烷和芳烃,已不能反应母质来源;至于显示异常高的δ¹³C₁,可能是较高演化阶段发生的瑞利分馏或解吸、扩散、散失等物理作用造成。这些异常在过成熟阶段的气源鉴别时须引起重视。同位素的倒转与产量无关,只与湿度等成熟度指标相关。四川盆地龙马溪组高产井的成熟度分布在2.4%³.4%,成熟度更高的页岩气勘探,面临着有机质稳定性的严重风险。对于鄂尔多斯盆地长7段正碳同位素序列页岩气,现今仍处于成熟阶段,生排气量少,资源前景不容乐观。