本发明属于二氧化碳地质封存和捕捉技术领域，公开了一种利用原位热解后的有机矿层进行碳封存的方法；是在有机矿层原位高效热解的基础上，利用热解后矿层内部大量的孔裂隙空间进行碳的物理封存，以及利用热解后矿层内部大量的游离金属离子进行碳的化学封存，从而对二氧化碳进行高效稳定封存的方法。在原位热解后的矿层中注入水使得矿层内部的钙镁离子溶解到水中，为二氧化碳与钙镁离子的反应提供良好条件；形成物理封存和化学封存的双重封存技术；本发明尤其适用于利用300m以深不同厚度的原位热解后的有机矿层对二氧化碳的封存。