渤海湾盆地东濮凹陷是我国最典型的盐湖相生烃凹陷之一,原油具有早期生成特征,NSO化合物对于揭示油气成因机制研究具有重要意义。受常规技术的限制,利用NSO杂原子化合物信息解剖油气成因的研究薄弱。傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）具有超高的分辨率和精度,分析杂原子化合物有独特的优势。本论文以东濮凹陷为研究对象,首次在该区应用FT-ICR MS技术及单体烃硫同位素技术,结合常规GC/MS技术,揭示盐湖相原油中杂原子化合物的组成、分布特征,解析其主控因素及其地球化学意义,探索其成因及演化机制。结果表明,基于负离子ESI FT-ICR MS检测到东濮凹陷原油中主要有五类杂原子化合物:N₁、N₁O₁、O₁、O₂和O₃,以N₁、O₁和O₂类占绝对优势;N₁类化合物以DBE=9、12和15系列占绝对优势;O₁类以酚类（DBE=4）为主;原油中O₂类一般以DBE=1的脂肪酸占优势,并在低熟样品中检测到一定丰度的含特殊生物骨架的甾烷酸和藿烷酸类化合物,指示其低温成因。基于正离子的ESI FT-ICR MS检测到东濮凹陷原油（油砂）杂原子化合物共9类:N₁、N₁O₁、N₁S₁、O₁、O₁S₁、O₂、O₂S₁、S₁、S₂类型,以S₁占绝对优势,其次为O₁S₁。S₁类中检测到丰富的DBE=1,3,6和9类化合物。观察到不同沉积环境、不同成熟度的原油中NSO化合物有显著的差异。盐湖相沉积环境中O₂类丰度相对较高,含氮类相对较低;成熟度较低的原油杂原子化合物的分子量分布范围较宽,随成熟度增加,分子量范围变窄,原油中单质类杂原子化合物如N₁、S₁类丰度增加,含复合杂原子化合物的种类丰度降低,如O₁S₁类,化合物缩合度DBE值增加,碳数范围减小。部分成熟^高成熟原油中发现大量低热稳定性S₁类化合物,O₁类丰度较低,但硫同位素相对较重,普遍大于20‰,反映部分原油受TSR作用的影响;受运移分馏的影响,成熟度较低的原油/油砂中富集更多的DBE₉-N₁类（主要是咔唑类）。总的来说成熟度是影响NSO杂原子化合物组成和分布的最主要因素,提出5项评价原油的成熟度辅助指标,包括DBE9–12/DBE15–18-N1、DBE₉–₁₂/DBE₄–₂₀-O₁、C₂₀–₃₀/C₃₁–₅₀-DBE₈-O₁、C₂₀–₂₈/C₂₉–₄₀-DBE₁₂-N₁和C₂₀–₃₀/C₃₁–₅₀-DBE₁₅-N₁;其中DBE9–12/DBE15–18-N1效果最佳。较低的O₁类和大量的低热稳定性S₁类化合物及较重的单体烃硫同位素特征,进一步揭示东濮凹陷盐湖相原油TSR较为普遍。原油中检测出了大量热稳定性较低的脂肪酸与带有生物骨架结构的环烷酸及低等价双键数（DBE<9）的有机硫,其与非烃、沥青质关系密切,对低熟油的形成具有重要贡献。提出东濮凹陷盐湖相低熟油主要有两种成因机制:类脂类大分子早期成烃和富硫大分子/干酪根低温降解机制;低熟原油中含硫化合物的形成途径以分子内的硫化作用为主,并存分子间的硫化作用;提出O₂/N₁（>0.7）、C₂₀–₃₀/C₁₅–₄₅–DBE₁–O₂（>0.4）、DBE₅–₆/∑DBE₀–₂₆–O₂（>6.0）可用于识别低熟油,该发现对类似盐湖相低熟油的勘探具有参考意义。