四川盆地是我国页岩气资源分布的主要地区,牛蹄塘组页岩厚度大、分布广、有机质丰度高。由于区域构造复杂、后期改造强烈,有机质成熟度偏高、含气性变化复杂,对其资源潜力的客观认识是目前理论研究和勘探实践中的热点问题。论文在跟踪勘探进展基础上,通过大量的测试数据,分析了四川盆地东缘牛蹄塘组页岩形成的沉积背景、地球化学、岩相、储集物性和含气性特征,探讨了氮气来源和富集机理,建立了页岩含气地质模式,并综合应用多因素叠合法优选出页岩气发育有利区,主要取得了以下认识:(1)牛蹄塘组页岩沉积于深水滞留的陆棚环境,底部发育了大套富含硅质的富有机质页岩,分布广泛,平均厚度80 m;页岩有机质类型为腐泥型,有机碳含量高,且受沉积环境控制,有机质热演化程度主体为过成熟阶段。矿物组分中石英、长石等脆性矿物含量普遍较高,黏土矿物含量相对较低;页岩孔隙类型主要是有机孔,粒内孔、粒间孔、晶间孔及溶蚀孔等孔隙类型,一般以微、中孔为主。(2)牛蹄塘组页岩含气量普遍偏低,一般介于0.2 m~3/t~1.5 m~3/t之间,且氮气含量较高,页岩气成因类型主要为油型裂解气。通过氮、碳、氦及氩同位素分析认为,氮气主要是有机质热裂解、地幔和大气三种来源。页岩含气量主控因素分析认为,有机碳含量、比表面积、石英含量和黏土矿物含量对页岩含气量影响较大,并通过各主控因素与含气量的多元回归分析,建立了页岩含气量定量计算的回归公式。(3)通过对研究区构造演化和样式、区域水文地质及盖层等保存条件的研究,认为构造样式和中上寒武统发育的膏盐岩对牛蹄塘组页岩气的保存条件具有重要的意义,进而提出古构造突起、冲断块构造及逆冲推覆构造等复杂构造样式下的页岩含气地质模式。(4)通过页岩有机碳含量、有机质成熟度、页岩厚度、埋深、含气量及保存条件等条件分析,采用地质信息递进叠合法,优选了威远—内江—富顺、绥阳—正安—务川、凤岗—德江、龙山—来凤—鹤峰及万源—城口等5个牛蹄塘组页岩气分布有利区。论文系统研究了四川盆地东缘地区页岩气聚集条件,对我国高过成熟有机质热演化地区的页岩气研究提供了参考,研究成果可以指导四川盆地东缘地区页岩气勘探方向,对四川盆地地区乃至整个南方地区的下寒武统页岩气勘探实践具有一定的参考意义。