四川盆地上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组沉积了一套笔石丰富的黑色富有机质页岩。本文以川南五峰组-龙马溪组页岩中笔石为研究对象,通过基础资料调研、野外剖面观测和取样、开展实验测试等手段,对五峰组-龙马溪组笔石分布特征、微观结构特征、孔隙结构特征、对页岩气储层储集意义等方面深入研究,具体认识如下:五峰组-龙马溪组下段深水陆棚相,主要岩性为黑色泥页岩、炭质泥岩、硅质泥岩、钙质粉砂质泥岩,为高TOC(大于2%)页岩段;上段为浅水陆棚沉积相,岩性为粉砂质页岩、泥质粉砂岩和细砂岩的组合。页岩有机质类型以I型为主,有机质丰度TOC值主要集中在0.5%~7%之间,均值为2.32%,龙马溪组下段有机质成熟度介于1.55%~5.10%之间,均值为2.68%,处于过成熟阶段。页岩的矿物组成为石英和黏土矿物,石英含量均值为58%,黏土矿物成分主要以伊利石和伊蒙混层为主,含量均值为14%,碳酸盐含量在2%~32%,平均含量为12%,黄铁矿和长石含量较少。在五峰组-龙马溪组识别出4个笔石带和1个壳相生物带。笔石的保存方式主要有碳质薄膜压扁保存、立体半立体矿化保存、黄铁矿化保存。通过观察,笔石一般不完整,残存部分仍保持残余生物结构,笔石骨架有两部分组成,外壳和内骨骼。笔石体外壳常被方解石交代,部分见石英交代残余方解石,内骨骼主要被粘土质充填,胞管内有机质发育。笔石碳质薄膜的成分以C元素为主,可达到90%~98%。笔石残留的外壳可分为3层结构,即方解石(或交代形成的黄铁矿、石英等)-第二及第三层为粘土。对笔石进行微观孔隙观察,见有无机孔、有机孔和微裂缝。无机孔类型主要有黄铁矿溶蚀孔、石英印模孔、笔石外壳孔(粒间孔、黏土矿物层间隙),胞管内有机质中见有机质孔隙,孔径为4nm~40nm,定向排列,形状多为圆形或椭圆形,微裂隙主要发育在笔石有机质与外壳边缘,宽度为0.2μm~2μm。地层中自下而上笔石丰度较少,笔石丰度与实验测得有机碳含量成正相关关系,反映了残存的笔石软体有机质有明显的贡献。笔石丰度与岩石孔隙度也呈正比关系,反映了与笔石有关的有机孔隙发育,成为页岩气储层重要的储集空间。