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上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组黑色页岩是四川盆地下古生界重要的海相烃源岩组合之一,该套黑色岩系分布范围广且厚度较稳定(平均有效厚度>100m),有机碳含量(TOC)介于0.6%~4%(平均值为3.52%),热演化程度较高(平均值>2%),岩性以富含笔石的黑色碳泥质页岩为主,其次为灰黑-黑色硅质页岩、粉砂质泥页岩,局部地区发育薄层生物灰岩或泥灰岩(观音桥段)以及钾质斑脱岩,整体上显示出良好的页岩气勘探前景。前人对五峰组-龙马溪组的沉积古环境已做过大量系统研究,认为五峰组-龙马溪组沉积期为气候温暖潮湿,降雨量充沛,且海水相对滞留的深水封闭环境,因而发育了大套的黑色岩系,然而对其富有机质页岩沉积的精细研究则较少,且对有机质富集的机理尚未明确。该文将利用四川盆地东南部及贵州北部两口连续钻井岩心以及地表露头剖面共214个样品进行岩石学、地球化学特征等分析,并进一步明确五峰组-龙马溪组沉积时期的水介质条件,探讨富有机质页岩发育时的有机质输入、保存的控制因素,包括缺氧事件、古生产力变化、海平面变化以及母岩等的影响。结果表明五峰组-龙马溪组富有机质黑色页岩的V/(V+Ni)、V/Cr、U/Th以及Ce异常等氧化还原指标指示其沉积期为缺氧硫化的厌氧环境,为有机质的保存提供了良好的条件;C、N、P、Ba、Fe等生物营养元素也指示其具有较高的生产力水平,保证了充足的有机质供给和埋藏;此外,海平面的变化可改变富有机质页岩的沉积环境,从而改变了原始生产力水平、氧化还原条件以及水动力条件,对黑色页岩的沉积和有机质的富集也产生不可小觑的影响,研究区晚奥陶世-早志留世曾发生过多次大规模的海平面变化,海平面最大时期为富有机质黑色页岩沉积的最有利时期;另外,母岩的性质可反映五峰组-龙马溪组黑色岩系沉积时期的构造环境变化特征,而五峰组-龙马溪组富有机质页岩段沉积时则处于相对的构造稳定期。