渤海湾盆地东营凹陷沙河街组有机质富集程度高,生物标志物保存完整,沉积期气候环境变化明显,古湖面波动大,发生古地质事件可能性高,是富有机质泥页岩成因研究的最佳场所。本博士论文以始新统沙河街组第三第四段湖相优质烃源岩为载体,以有机与无机地球化学手段为主,研究了沙河街组沉积中海侵事件、缺氧沉积、微生物作用及硫元素循环,并借助微尺度实验方法,剖析了烃源岩的微观非均质性及内在复杂的规律性,探讨了该层段有机质富集的机制。1)沙河街组有机质贡献以菌藻类为主。诊断性甾类化合物、碳同位素组成及扫描电镜分析表明甲藻、颗石藻、硅藻、淡水丛粒藻、海相金藻提供了主要的生产力。高等植物标志物稀缺表明陆源有机质输入受限。多环芳烃多项参数指示其成岩/深成作用成因（即化石燃料来源）,几乎无陆源高等植物燃烧来源,说明古气候环境变化并不剧烈。2)类胡萝卜素衍生物（如β-胡萝卜烷,芳基类异戊二烯,异海绵烷）及甲基藿烷类的检出表明包括蓝细菌及紫/绿硫菌在内的光合自养细菌群落也提供了有效的生产力。利用芳香族类异戊二烯参数（AIR）,评估了细菌硫还原和透光层缺氧（PZE）的程度。平面上,PZE程度与持续时间从西南（AIR:4.37）至东北（AIR:2.41）逐渐增加。水体盐度和底水缺氧程度从沙河街组第三段至第四段逐增加（伽马蜡烷指数0.04–2.50）。3)经过精细检测、矫正,在沙河街组中首次鉴定出完整的且无串扰影响的诊断性C30 24-正丙基胆甾烷（24npc）。这为始新统沙河街组至少2次间歇性的海侵提供了可靠的有机地球化学证据,由西南至东北方向,海侵强度（24npc相对比例高达40%）逐渐增加,而陆源输入比例逐渐下降（奥利烷指数0.29-0.02）。4)首次对低成熟富有机质纹层泥页岩进行了毫米级别地球化学检测分析,评估了矿物组成及其骨架中烃类化合物在微尺度下的非均质性,研究了沉积环境和生源的微距差异。具有奇偶优势的C25-31正构烷烃的δ13C值低至-31.63‰证实了其藻类来源,而非陆生植物。海水的涌入、异海绵烷的检出以及芳基异戊二烯参数（AIR）显示在微尺度下古水体经历了动态变化的沉积环境,而不是相对恒定不变的。绝对厌氧菌（例如硫还原细菌）降解并改造了浮游植物在表水层生产并传输至底水界面的有机质基质,同时,促进Mg+释放并形成白云石纹层。光合异养生物（例如绿硫菌）迅速繁盛并降低了浮游植物的总量,影响了生产力。总之,TOC与水体条件参数密切相关,提供了一个新的动态有机质保存机制（至少在毫米尺度下）,该机制主要受不同微生物之间的相互作用和水柱中硫元素循环的控制,而非磷元素。