黔北是我国页岩气勘探开发试点地区之一,区内页岩气组分及成因尚不清楚。基于黔北地区普遍发育循环型地热系统这一典型地质特征,紧密结合区内牛蹄塘组页岩气富含氮气问题,通过页岩气组分及同位素特征、温泉及其伴生气地球化学特征,讨论了页岩气成因、富氮气机理及富集条件。结果表明:黔北地区牛蹄塘组富氮页岩气中氮气主要来自大气,烃类气体及二氧化碳来自有机质热裂解作用,是有机质过成熟阶段的产物;循环型地热系统是导致页岩气富含氮气的主因,造成页岩气与温泉伴生气发生组分交换,使得储层中剩余页岩气甲烷δ¹³C值明显低于有机质热裂解成因甲烷;断层、循环型地热系统、底板岩性是影响黔北地区牛蹄塘组页岩气保存条件的关键因素。通过气体组分、同位素特征,结合地质环境,尝试寻找评价页岩气保存条件的有效方法,有助于完善页岩气成因理论,能为黔北地区牛蹄塘组页岩气勘探方案部署提供理论参考。