论文通过野外地质现象的观察、样品的采集结合室内光学显微镜下特征观察及岩石热解、扫描电镜定性的分析、压汞测试和低温氮等温吸附实验等多种测试方法,系统地分析了该区页岩地球化学特征、储层物性特征及含气性。下寒武统牛蹄塘组总体属深海盆地沉积,厚度在50-250m之间,大部分地区大于90m。发育一套以碳质页岩为主,局部夹粉砂质页岩的黑色炭质页岩。TOC在0.18-17.7%,平均3.63%,有机质类型为Ⅰ型,Ro在0.95%~4.44%,平均2.46%,处于高-过成熟阶段。岩石裂缝较为发育,主要为微裂缝;孔隙主要以微小孔为主,孔隙度0.2%-25.9%,平均9.5%。吸附气含量可达0.76m3/t左右。下志留统龙马溪组主体属于半局限滨岸至局限浅海盆地沉积环境,发育一套以笔石页岩为主的海相沉积岩。厚度在20-150m之间,平均厚度60m。TOC在0.12-3.86%,平均1.02%,有机质类型为Ⅰ型,Ro在1.06%~3.95%,平均1.99%,处于成熟-过成熟阶段。岩石裂缝主要以微裂缝为主;孔隙主要以微小孔为主,孔隙度在1.9%-10.6%,平均5.6%。吸附气含量可达平均1.58m3/t。基于压汞测试和低温氮等温吸附实验数据,利用分形学原理探讨了页岩储层物性影响因素。压汞实验表明:与中小孔有关的渗透孔结构简单,占总孔隙比例小;而与微孔相关的扩散孔结构复杂,其决定着页岩的渗透率。低温氮吸附实验得到:比表面分形维数(Db)与BET表面积成正相关关系,与BJH总孔容和平均孔径成负相关关系;体积分维数(Dt)与BET比表面积和BJH总孔容成负相关关系,与平均孔径成正相关关系。岩石内孔隙表面越复杂,其表面积就越小,而孔隙体积和孔隙半径则会由于表面扭曲褶皱而减小;岩石孔隙体积形态复杂,会增加岩石的表面积,导致其孔隙半径和孔隙体积的降低。此外,总有机碳(TOC)与表面积分维数Db呈不太明显的负相关关系,与体积分维数Dt呈正相关关系;有机质成熟度(Ro)与表面积分维数Db和体积分维数Dt均呈负相关关系。根据甲烷等温吸附曲线特征、地球化学特征、孔隙特征等的分析结果,对页岩气赋存有利区进行了远景预测。下寒武统牛蹄塘组有利区为保靖-永顺-桑植-慈利一带;下志留统龙马溪组有利区为龙山-永顺-桑植-张家界一带。