桂中坳陷柳城斜坡北部下石炭统鹿寨组黑色页岩在纵向上具有很强的非均质性,严重制约页岩储层评价以及后期的可压裂性。综合运用测井、岩心描述、薄片观察、有机碳测试、X射线衍射矿物测试以及XRF元素扫描等手段,建立了研究区页岩等时地层层序格架,在格架内剖析了储层非均质性特征,结合恢复的古环境信息,揭示了储层非均质性的主控因素。结果表明:鹿寨组一段共识别出3个三级层序,鹿寨组一段1亚段识别出7个准层序组(即7个小层)。总有机碳含量、矿物组分含量以及页岩岩相的分布在垂向上具有较强的非均质性,不同小层具有明显的差异,总有机碳含量高值主要发育在(1)小层中上部和(3)小层底部。研究区主要发育富泥硅质页岩相、混合质页岩相以及富硅灰质页岩相,结合总有机碳含量认为富泥硅质页岩相为优质岩相,主要发育在(3)小层底部。鹿寨组一段1亚段页岩非均质性受控于古生产力、氧化还原环境以及陆源输入,(1)小层沉积中期和(3)小层沉积初期,较高的古生产力和缺氧的沉积环境有利于有机质的富集和保存,陆源输入可以携带适量的营养物质,提高有机质丰度,使其发育富有机碳的富泥硅质页岩。