以四川盆地南部川东地区下志留统龙马溪组下段黑色泥页岩为研究对象，采用野外调查、采样与实验测试相结合的研究方法，对研究区龙马溪组下段页岩岩石学、成岩作用、孔隙特征及演化进行了研究，研究表明：龙马溪组下部黑色页岩主要黏土矿物为绿泥石和伊利石，脆性矿物主要为石英、长石及碳酸盐类矿物。黏土矿物中，绿泥石和伊利石平均含量分别为24%和34%，其余为高岭石3.4%、长石6.3%、蒙脱石1.7%、伊蒙混层6.7%。黏土矿物含量在纵向上基本处于稳定；石英均值18.3%，碳酸盐化现象比较明显，白云石、方解石0.88%，黄铁矿均值1.7%。在黑色页岩中，石英、云母主要以粉砂级碎屑出现，方解石呈脉状及分散状分布。黏土矿物呈均一分布，伊利石表现出明显的定向性。有机质碳丰度高，含量变化范围为0.75～1.36%，均值1.04%。垂向上由下向上含量降低。有机质类型属“Ⅰ”型，镜质组反射率2.81-3.11%，有机质热演化程度已达高-过成熟阶段。黑色页岩孔隙类型主要有粒内孔、粒间孔、晶间孔、层间微孔、有机质孔、莓状黄铁矿孔。孔径分布的总体特征为：大孔和微孔是最主要的孔隙类型并且比例高，孔隙度范围0.69～2.57%，自下向上呈递减趋势。孔隙喉道较细，微-小孔进汞量最大而毛管压力曲线较陡，排驱压力均小于0.1MPa。研究区龙马溪组下部黑色页岩经历了压实、溶蚀以及黏土矿物转化等成岩变化，处于成岩晚期阶段-近变质阶段。黑色页岩孔隙发育影响因素有页岩矿物组成、成岩作用、有机含量等。