河套盆地吉兰泰凹陷西北坡的金属探矿井在数百米深的元古界变质岩裂缝中发现轻质原油,揭示了该凹陷存在一定生烃潜力。利用地震相分析来解决固阳组沉积相带和烃源岩展布已成为评价该凹陷勘探潜力的重要问题。根据露头、钻井和地震等资料重点开展了地层对比、地震相和烃源岩展布等综合研究。结果表明:河套盆地吉兰泰凹陷下白垩统固阳组为断陷盆地近源旱地扇沉积,在固一段发育两期扇三角洲—半深湖沉积,松探1井、松探2井和吉参1井在固一段钻遇薄层暗色泥岩;暗色泥岩波阻抗高于砂岩,在地震剖面上形成强振幅反射;地震模型和属性分析表明湖相暗色泥岩沿NE向凹陷中心分布,最大累计厚度为45m,一般为20~30m;暗色泥岩总有机碳介于0.31%~2.63%,为Ⅱa-Ⅲ型,露头区烃源岩过成熟,松探1井为未熟—低熟状态;金属探矿井(ZK500井)540m深度处变质岩裂缝原油和松探1井2 270m深度处的4m油砂含油属于同一油源,生烃期为上新世末期;地震剖面和航磁异常指示了ZK500井附近存在上拱的侵入体,导致了凹陷烃源岩成熟度的横向快速变化;有利生烃和勘探区应位于埋深较大的吉兰泰凹陷北部深凹带。