盆地内石炭—二叠系地层主要出露在盆地北部的淮南一带和南部的金寨地区，盆地内只有合深4井以及颍上地区补8井钻遇了二叠系地层，根据地震资料标定，石炭—二叠系地层在盆地内部呈三块分布（图7-7），其主要烃源岩特征主要以淮南地区的为依据。
图7-7 合肥盆地石炭—二叠系残留厚度图（单位：m）
1.有机质丰度
合深4井上石盒子组分析结果为：有机碳含量0.60%～4.64%，平均1.96%，氯仿沥青“A”含量0.037%～0.363%，平均0.318%，总烃含量（79～1000）×10-6，平均363.6×10-6，生烃潜量0.42～9.56 mg/g。平均2.72 mg/g，沥青转化率为4.63%～7.83%，总烃转化率为1.28%～2.17%。从有机质丰度看，合深4井属于较好-好的烃源岩。
颍上县谢桥二叠系有机质丰度也有相似特征。煤岩有机碳含量平均58.6%～63.05%；氯仿沥青“A”含量最高达1.283%，平均0.4805%～0.8926%；生烃潜量平均109.9～112.5 mg/g，而暗色泥岩有机质丰度普遍较低。
2.氯仿沥青A及其族组分特征
合深4井石炭、二叠系泥岩可溶有机质，普遍以非烃+沥青质含量高为特征，一般含量在50%以上，最高可达78.63%，饱和烃含量在6.89%～11.52%之间，芳烃含量在10.89%～20.66%之间变化。绝大多数样品点落在煤和Ⅲ型有机质范围内，且饱/芳比一般小于1，显示Ⅲ型特征。
颍上县谢桥补Ⅷ孔石炭、二叠系煤岩，非烃+沥青质含量平均值在69.98%～82.91%，饱+芳含量17.09%～30.02%，且饱/芳比在0.11～0.18之间变化，属典型腐殖型；暗色泥岩具有相似特征，饮/芳比在0.54～0.98之间变化，也显示Ⅲ型特点。
3.饱和烃的分布特征
合深4井石炭、二叠系泥岩熔烃色谱，多为单峰型，主峰碳多为C15～C16，反映以低碳数为主要成分，这正是煤系有机质的特征；少数呈双峰型，前峰碳为C15～C17，后峰碳为C27，C21+C22/C28+C29比值多在1～3之间变化。类异戊二烯烃中的Pr/Ph比的众数值在1～2之间，多沉积于还原环境，有利于形成油气。
4.甾萜烷组成特征
甾萜烷组成在C30左右位置上存在较大鼓状峰及复杂的不可分辨峰，表明甾萜类有较大含量。上石盒子组的色质分析表明，萜类的分布，煤岩和暗色泥岩有较大差别，煤岩不存在三环萜，也不存在γ蜡烷，且C32升藿烷有较高含量，说明煤岩形成于淡水沼泽环境；13-1煤岩不存在C27规则甾烷，说明该煤岩为纯陆生高等植物来源；暗色泥岩正规甾烷分布，其基本位于Ⅱ-Ⅲ型范围内。
5.暗色泥岩显微组分特征
合深4井二叠系泥岩显微组分以壳质组和镜质组为主，含少量腐泥组和惰质组，均含有早期生烃组分，如树脂体、基质体、孢子体等。总之，其有机质以高等植物为主要来源，主要是Ⅲ型，有少量Ⅱ型。
6.岩石热解及干酪根碳同位素特征
热解类型指数显低值，氢指数仅为53～90 mg/g，干酪根碳同位素在-22.9‰～23.7‰之间变化，所以总体看，属于Ⅲ型（王道轩，金福全等，2000）。
综上所述，本区石炭、二叠系有机质类型，煤岩属于Ⅲ型，暗色泥岩也以Ⅲ型为主，少量Ⅱ型。
7.有机质成熟度
合深4井二叠系生油岩成熟度。2306～2501 m井段的岩屑样，RO在0.65～1.014之间变化，Tmax小于450℃，处于成熟阶段。
合深4井上石盒子组烃源岩尚处于生油高峰期。颍上县谢桥补Ⅷ孔石炭、二叠系煤岩，Tmax平均值431.7～455.0℃之间变化，也具有相似特征。