深层油气的不断发现虽然给传统石油地质理论带来冲击，但也表明深层油气的成烃机理需要探索。要勘查深层油气资源，烃源岩是第一重要的，与大约5．4亿年寒武纪以来的显生宙相比，前寒武纪的隐生宙，无论是生物种类还是数量都有着明显的不同。科学家们查明了前寒武纪发生的两次地球氧气大爆发，为生物的萌发、演化和繁盛提供了必要的大气条件。
距今大约8亿年前的元古宙处于地球环境从低氧到富氧、从原核生物到真核生物的转化期，并存在多次的冰期—间冰期、大陆拼合、开裂的旋回变化。
21世纪以前，学界普遍认为中元古代是“地球历史上最沉闷的时期”。有人还认为中元古代氧气含量不到现在氧气的0．1％，并且海洋是有毒的硫化氢海洋，不适合生物生存。中国学者近些年研究发现，中元古代的海洋结构远不是原来认为的那么“沉闷”。当时的海洋是在动态变化的，已经出现了表层有氧、底层有氧、中部厌氧的最低氧化带海洋。我国学者们通过弱氧化海底环境条件，根据与现在海洋沉降速率等参数对比，计算出当时大气氧气含量已高达现在的4％，这么高的氧气含量足以使得动物生存，真核生物更可能大量存在。
中元古代不但不是死气沉沉的生物世界，而是地球历史上菌藻类蓬勃发展的时期，以硫细菌、蓝细菌数量急剧增多和疑源类、真核宏观藻类的大量出现最为特征，是早期地球生物群落的重大转折期。这也就解释了尽管这一时期大家都认为大气和海洋不适合生物生存，生物生产力低下，但常常会发现富有机质的页岩，并可见大量球形疑源类及纤维鞘。
俄罗斯及阿曼等国已发现并对寒武纪之前形成的大型油气田进行了开采，证实了前寒武纪具有油气勘探的潜力。世界许多国家和地区，诸如西非、巴西、南美、澳大利亚等，对寒武纪之前形成的“常规”及“非常规”油气资源的勘探进展十分关注。在俄罗斯发现了硬沥青沉积，特征为高密度、黑色、无定形、不透明、未石墨化、多相结构、半金属、含玻璃类矿物（C、N、O、S、H等元素＞98％含量）。硬沥青的出现说明了一系列的地质事件，如油页岩变质、破坏的古油藏，以及古石油的渗流等。原地硬沥青层状沉积意味着油页岩的变形，包括原地形成的残余干酪根、外来的有机质及最初为液态烃的沥青运移，这是最古老的油气显示。
人们在距今大约10亿年前的中元古代地层中发现了地球上已知最古老的现存石油。澳大利亚北部地区钻井发现有广泛分布的石油及烃类显示，包括渗气、石油染色、岩心荧光显示及固体沥青（主要由液体烃类的生物降解形成）。石英次生加大包裹了早期埋藏于1～3千米未转化的石油，粗粒砂岩中的二次充注（同样由生物降解作用控制）发生于更深的埋藏部分。
我国也在华北中元古代发现了大量的沥青砂。尽管中元古代生物仍较为低等，但一些环境中异常丰富的有机质的保存及聚集，形成了世界上最古老的烃源岩。在俄罗斯西伯利亚和澳大利亚等地都找到了这类非常古老的油气资源。
距今大约25亿年前的元古宙晚期到5．4亿年前的寒武纪早期，我国发育了大家都熟悉的陡山沱组烃源岩，它直接覆盖在约为6．35亿年前的成冰纪南沱冰期杂砂岩上，下部陡山沱组磷灰石包含大量的疑源类、多细胞藻类及蓝藻细菌。这些极为丰富的古老生物在岩石内形成的有机碳含量可以最高达到10％，是形成石油和天然气的优质烃源岩。在印度和阿曼南部盐湖盆地等地都发现了大规模的工业油藏。