黑色岩系作为“多元素富集层”和烃源岩,是金属矿产和能源矿产的目标层位。为深入研究陕南地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系沉积-构造环境,本文采集观音庵剖面黑色页岩样品进行了主量、微量和稀土元素地球化学测试分析。研究结果表明,牛蹄塘组黑色岩系不仅有机碳含量高,而且与上地壳相比更富集V、Cr、Zn、Mo、Ba等元素,V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、δU、Ce_anom和Ce/La等指标均指示牛蹄塘组页岩沉积于缺氧还原的半滞留水体环境,这种滞留环境促进了多金属元素与有机质的富集。稀土配分曲线呈明显的右倾型,具有轻稀土相对富集、重稀土相对亏损特点。La/Sc、Th/Sc、Cr/Zr反映源岩主要来源于上地壳长英质岩石,(La/Yb)-(Ce/La)和(La/Yb)-∑REE图解指示陕南地区牛蹄塘组黑色岩系源岩具有多元性,沉积时陕南地区属大陆岛弧构造背景。