上二叠统林西组在内蒙古东部地区广泛出露,但一直由于被认为遭受了区域变质作用而仅仅被视为是中-新生代盆地的变质褶皱基底而未受到石油勘探界的重视。近年来,区域油气地质调查研究表明,内蒙古东部地区的石炭系-二叠系存在有局部的动力接触变质或热力变质,但并未遭受区域变质作用,是该区上古生界区域主力生烃层系,有望成为松辽盆地及外围油气勘查战略接替新层系。上二叠统林西组沉积环境一直被认为是陆相沉积,近年来在林西地区发现的海相化石后,对该区晚二叠世晚期的沉积环境提出了异议。本文即是在该发现的基础上,以内蒙古林西地区上二叠统林西组为研究对象,通过大量的野外地质调查、区域地质资料分析,结合前人的研究成果,以沉积学和石油地质学理论为指导,以实测剖面所取得的第一手资料为立足点,以古生物学和岩石学研究为基础,结合烃源岩有机地球化学分析,对林西地区上二叠统林西组沉积特征及烃源岩进行研究,主要取得了以下认识:通过对典型剖面的相标志综合分析,阐明了林西地区上二叠统林西组的沉积相特征。研究区林西组发育有滨岸相、浅海陆棚相、半深海相和三角洲相四种沉积相。其中,滨岸相可以进一步划分为临滨和前滨亚相;浅海陆棚相可以进一步划分为近滨浅海和滨外浅海亚相;半深海相仅见斜坡亚相;三角洲相仅见三角洲前缘亚相,可以进一步划分为水下分流河道、河道间湾和三角洲前缘席状砂等微相。通过有机地球化学分析,明确了林西地区上二叠统林西组烃源岩特征。综合有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度以及生物标志物特征等指标,认为林西组暗色泥页岩有机质丰度达到了中等-好烃源岩标准,干酪根类型以Ⅱ为主,含有部分Ⅲ型干酪根,烃源岩有机质热演化处于高-过成熟演化阶段,达到了生气阶段,是区内上古生界重要烃源岩层系之一。上二叠统林西组烃源岩主要分布于半深海相和浅海陆棚相暗色泥页岩中,经历了大量的生烃、排烃之后,达到了生气阶段,是较好的页岩气潜力区。