论文以中国获得页岩气工业突破的四川盆地及周缘地区下古生界海相页岩气地层下志留统龙马溪组为主要研究对象,在调研了大量国内外相关研究资料的基础上,以地层学、古生物学、沉积学、岩石学、地球化学、石油地质学、地质统计学、非常规油气地质学和国内外相关研究等理论为指导,充分利用野外露头、钻井、测井和分析化验等资料,借助于显微薄片、扫描电镜、X-衍射、氩粒子抛光、相关地球化学分析和测井解释等方法技术,对该套地层的地层、沉积相特征及与其页岩气的耦合关系进行了较为系统的研究。取得了以下几方面的认识和进展:研究区龙马溪组地层完整,容易横向追踪对比,顶、底界及内部界线清晰,易于划分。龙马溪组与下伏五峰组顶部(观音桥段)呈连续的整合接触关系;在剥蚀区与上覆下二叠统梁山组呈不整合接触,在非剥蚀区分别与上覆的石牛栏组(或罗惹坪组、小河坝组)均呈整合接触关系;龙马溪组由老到新依次可划分为龙一段与龙二段,龙一段又分为龙一1亚段和龙一:亚段,龙一1亚段为目前四川盆地及周缘页岩气勘探与开发的主要层段;龙一1亚段厚度稳定,在20~60m之间;龙一段、龙二段在局部地区和龙马溪组整体的厚度变化有差异,但具明显的继承性,均表现出从泸州深水区和川东WK-C7井区两个沉积中心向南北侧的乐山—龙女寺古隆起区、黔中—雪峰古隆起区方向上逐渐减薄的趋势,且沉积中心区域发育大套的泥页岩类,向四周古陆或古隆起方向,粉砂质、钙质组分增多。根据对龙马溪组的颜色、沉积构造、古生物、地球化学特征以及岩相等相标志的详细研究,结合相关资料,认为该套地层沉积时,研究区位于水体循环受到限制的陆棚相带中,该相带可划分为深水陆棚和浅水陆棚两个亚相。深水陆棚亚相由硅质棚、硅质泥棚和粉砂质泥棚3个微相组成,浅水陆棚亚相由浅水粉砂质泥棚、(泥质)粉砂棚和泥质灰棚3个微相组成;纵向上看,研究区龙马溪组沉积期间有两次快速海侵开始到缓慢海退结束的旋回,龙马溪组底部龙一1亚段为最大海侵,全区整体为硅质泥棚微相,龙一,亚段末期3、4小层至龙一 2亚段末期沉积期间,沉积相演化依次为硅质泥棚、粉砂质泥棚以及浅水粉砂质泥棚微相,局部夹泥质/钙质粉砂棚微相,龙二段沉积初期为第二次快速海侵,此后缓慢海退,在非沉积中心区域沉积相演化依次为浅水粉砂质泥棚、泥质/钙质粉砂棚以及泥质灰棚微相,在泸州深水区和川东WK-C7井区两个沉积中心的沉积相演化依次为粉砂质泥棚以及浅水粉砂质泥棚微相;从平面上看,龙马溪期间由于受到乐山—龙女寺古隆起、黔中—雪峰古隆起和康滇古陆所围的构造格局以及海平面升降的影响,研究区四川盆地及周缘整体呈一个“喇叭”状的陆棚沉积格局。在远离物源区的深水地区发育深水陆棚环境,最深水处为硅质泥棚微相,向古隆起和古陆方向依次演化为粉砂质泥棚、浅水粉砂质泥棚以及泥质/钙质粉砂棚微相。通过对龙马溪组不同沉积微相与TOC、矿物组分、含气性以及孔、渗条件等的耦合关系分析表明,除硅质棚微相外,硅质泥棚微相的TOC、硅质组分、含气性以及孔隙度和渗透率最高,有机质孔最为发育,且有机质孔径最大,是最有利的沉积相带;其次是粉砂质泥棚和浅水粉砂质泥棚微相。最终通过沉积相带单因素分析,结合有利勘探区其他必要条件,对四川盆地及周缘下志留统龙马溪组的有利勘探区带进行预测和划分,共划分出10个有利的勘探区带,其中筠连-珙县-兴文-叙永区块(长宁)、威远-资中-内江区块(威远)以及涪陵东区块(焦石坝)为最有利的勘探区带。