四川盆地龙马溪组海相页岩中普遍发育黄铁矿,黄铁矿含量一般介于1%～6%之间,平均含量多超过2%。黄铁矿的发育形态、微观产状等对于解释海相页岩的沉积环境具有重要意义。另外黄铁矿作为页岩的重要组分之一,其与页岩优质储层具有良好的相关性,目前针对页岩中黄铁矿的研究仍然较少。因此本论文选取川东南龙马溪组海相页岩为研究对象,基于露头、岩心、薄片观察和各种分析化验资料,对研究区龙马溪组优质页岩层段中黄铁矿的赋存形态、黄铁矿对环境的指示意义以及黄铁矿对页岩气勘探的地质意义开展了系统的研究。主要得到以下结论:(1)川东南地区五峰-龙马溪组优质页岩一般厚约20～45m;有机质类型主要以Ⅰ型-Ⅱ1型为主;成熟度普遍较高(Ro>2%);TOC含量总体上大于2%;平均含气量达到2.84m3/t;孔隙度介于0.41%～7.22%之间,平均值3.43%。这都表明了研究区龙马溪组页岩气具有良好的勘探潜力。(2)龙马溪组黄铁矿较发育,类型多样。(a)宏观上,黄铁矿产状主要表现为:黄铁矿条带;黄铁矿结核;分散粒状的黄铁矿。(b)微观下,黄铁矿发育产状形态丰富,以正常的球形草莓状黄铁矿最为常见,其次为部分重结晶的草莓状黄铁矿和半自形的颗粒黄铁矿。(3)通过对草莓状黄铁矿粒径研究表明:研究区龙一段海相页岩整体上都处于硫化还原环境,局部地区为次氧化的沉积环境,有利于有机质页岩的保存。(4)研究区内黄铁矿含量与S1(岩石中残留烃含量)呈反比;黄铁矿含量与S2(气态烃含量)含量呈正比,表明黄铁矿对页岩气的可能生成具有催化作用。黄铁矿含量多,可以导致活化能降低。由于C-S键能较低,因此较低的温度下C-S键易断裂,提前生烃。(5)研究区内龙马溪组页岩中黄铁矿含量与有机质具有良好的正相关系,相关系数可达0.51左右。结合前人研究成果表明水体沉积环境处于还原条件下时,页岩中黄铁矿的含量与有机含量具有良好正相关性。因此在深水陆棚沉积环境下,可根据黄铁矿的含量开展优质页岩发育段的优选与预测。(6)研究区内龙马溪组页岩中黄铁矿晶间孔、黄铁矿与有机质复合体中有机孔发育。页岩中草莓状黄铁矿集合体对孔隙贡献率介于1.09%～5.66%之间,平均值为3.21%,说明页岩中黄铁矿发育的孔隙对页岩储层孔隙系统具有有利的贡献。这些孔隙不仅增加页岩储层空间和页岩比表面积,还可以作为游离气的赋存孔隙,因此黄铁矿可以从吸附气和聚集游离气两个方面促进龙马溪组页岩气的富集成藏。(7)川东南龙马溪组海相页岩中黄铁矿含量与甲烷吸附气量具有明显的正相关性,黄铁矿含量越多,甲烷吸附气量越多。川东南黄铁矿含量平均值介于2.08%～5%之间,进而可以近似提高页岩储层2%～5%的脆性指数,页岩脆性指数越高,经过压裂后形成孔-缝系统也越好,概率也越大。页岩储层后期添加酸和氧化剂的复合压裂液作用下,页岩中的黄铁矿会被溶蚀、氧化消耗并释放热量,产生诱导缝,进而增加储层微-纳米级孔隙系统,改善页岩储传输性能、激发吸附气的解析、减缓储层的损害并提高页岩气的采收率。