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下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组是我国南方海相页岩气勘探的优选层位,调查结果显示牛蹄塘组总有机碳含量普遍高于龙马溪组。为探究二者有机质富集差异,基于黔北地区仁页1井和习页1井样品,采用具有环境意义的矿物学和微量元素地球化学方法,对这两套富有机质页岩形成时的古气候、古氧化还原条件、深部物源和上升洋流等沉积环境条件展开分析,讨论这些沉积环境对牛蹄塘组和龙马溪组有机质富集差异产生的影响,进一步分析有机质富集机理。古地磁分析证实二者都形成于亚热带—热带气候环境。牛蹄塘组样品除去异常点后Sr/Cu在0.465~8.715,平均为2.69,龙马溪组样品Sr/Cu范围为1.860~16.136,平均为5.205,表明牛蹄塘组形成条件更为温湿,有利于生物的繁盛,有机质更易于富集。扫描电镜下观察到草莓状黄铁矿,指示研究区这两套黑色岩系形成于还原环境。仁页1井样品V/Cr范围为0.922~10.650,平均值为3.363;习页1井样品V/Cr范围为0.904~8.767,平均值为2.464,V/Cr结果显示研究区两套黑色岩系都形成于次氧化到次还原之间的过渡环境,且牛蹄塘组形成于更强的还原环境,但其与TOC相关性却不如龙马溪组,认为还原条件有利于有机质的保存,但牛蹄塘组黑色岩系有机质的富集可能还受其他因素的影响。部分微量元素及铂族元素的浓集表明牛蹄塘组和龙马溪组在形成时受深部物源的作用,仁页1井样品Co/Zn在0.007~0.347,平均值为0.098;习页1井样品Co/Zn在0.015~0.315,平均值为0.153,表明牛蹄塘组受到深部物源的作用更显著,深部物源带来的微量元素及营养物质可以使水体中生物活动更加繁盛,这解释了牛蹄塘组沉积物中总有机碳含量更高。上升洋流将形成于大洋盆地背景中的物质带到大陆边缘陆棚环境中沉积下来,造成陆棚环境下的沉积物在地球化学组成上保留了大洋盆地背景的特征。上升洋流还将洋底的营养物质带到陆棚环境中,提高有机质的生产率,使有机质富集。稀土元素数据显示上升洋流对牛蹄塘组作用显著,而对龙马溪组作用不明显,因此有机质富集程度不如牛蹄塘组。