渤海湾盆地沧东凹陷孔二段发育一套富有机质页岩层系,是目前页岩油勘探的关键层段,然而,由于缺乏高精度层序格架的约束,页岩沉积受控因素尚不明确。以沧东凹陷G108-8井为研究对象,对GR测井数据进行小波变换分析,建立了六级尺度下的高频层序地层格架。综合利用地球化学测试数据和X射线矿物衍射资料,系统研究了高频层序内部矿物分布特征、有机地球化学特征、页岩沉积环境及其主控因素,建立了古气候驱动下的页岩沉积组合模式。结果表明:①孔二段富有机质页岩层系共划分为21个六级层序(SQ1–SQ21),依据沉积环境演变特征划分为3个沉积阶段:快速湖侵期(SQ1–SQ6)、振荡湖侵期(SQ7–SQ17)以及稳定高位期(SQ18–SQ21)。页岩类型以长英质页岩、灰云质页岩和混合质页岩为主,有机质类型以I型和II₁型为主,整体进入生油窗阶段。②页岩沉积过程中,有机质富集和矿物组成受古气候控制。古气候作为主控因素,通过驱动古水深、古生产力、古氧化还原条件及陆源碎屑输入控制了有机质富集;同时通过控制陆源碎屑输入影响了长英质矿物、黏土矿物占比,通过控制古盐度影响碳酸盐矿物占比。③在高频层序格架约束下,孔二段页岩发育A–D4种组合模式:A型(快速湖侵期/振荡湖侵早期)、B型(快速湖侵期/稳定高位后期)、C型(振荡湖侵期)和D型(振荡湖侵早期),据此建立了古气候驱动下的页岩沉积组合模式。