本文以川东南武隆地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩为研究对象,选取武隆及邻区典型露头剖面进行测量、描述、取样,并通过岩矿薄片、X-射线衍射全岩分析,以及有机碳、热解、氯仿沥青、干酪根碳同位素、沥青反射率等地球化学分析,结合对前人相关地质资料的收集分析,系统研究了五峰-龙马溪组页岩的岩石类型、展布发育特征、沉积相、烃源岩特征等页岩气资源条件,取得以下成果和认识:1.通过野外观察、薄片鉴定和X-射线衍射全岩分析,研究区五峰-龙马溪组黑色页岩可划分为四种类型:(1)黑色炭质页岩,污手,主要分布于五峰组底部;(2)黑色、灰黑色硅质页岩,含笔石化石,厚度大,硬度高,主要发育于五峰组上部;(3)黑色页岩,主要分布于龙马溪组下部,含笔石化石;(4)粉砂质页岩,主要发育于龙马溪组上部。页岩矿物组分以石英和粘土矿物为主,其次为钠长石和微斜长石,个别样品见白云石、方解石、黄铁矿,粘土矿物以云母为主,其次为伊利石和石膏。2.根据岩石类型、沉积构造、沉积岩石组合等相标志分析,区内五峰-龙马溪组可划分出浅水陆棚和深水陆棚两类沉积相,沉积相控制着页岩类型及其分布。该区五峰组主要为一套混积深水陆棚相沉积,岩性主要为硅质岩、炭质页岩,局部为硅质页岩与砂质页岩互层状沉积;龙马溪组下部为一套泥质深水陆棚相沉积,岩性主要为黑色页岩,局部含砂质,向上部则过渡为砂泥质浅水陆棚相沉积,岩性以粉砂质页岩为主。3.通过露头剖面、钻井资料及沉积相研究认为,该区五峰-龙马溪组页岩分布具有以下规律:(1)黑色页岩主要发育于呈南西-北东向展布的观音桥-武隆-焦石坝-漆辽菱形区域;(2)两个黑色页岩厚度较大的区域分别为焦石坝-黄莺-巴鱼-观音桥(A带)、漆辽-彭水-秀山(B带);(3)漆辽-武隆黄莺-焦石坝-道真巴鱼-綦江观音桥一带可能为该区五峰-龙马溪期的沉降中心,水体相对较深,有利于有机质富集保存。4.通过有机地球化学测试分析表明,区内五峰-龙马溪组页岩有机质含量总体较高,TOC含量为0.55~10.38%,焦石坝-黄莺-巴鱼-观音桥一带页岩有机质含量最高,整体呈现自西向东有机质含量减少的趋势。有机显微组分、族组成及干酪根δ13Corg分析表明,五峰-龙马溪组黑色岩系沉积有机质母质为以菌藻类等低等浮游生物为主的腐泥型烃源岩,龙马溪组出现少量植物混入;五峰组页岩主要富含Ⅰ型有机质,龙马溪组以Ⅰ型有机质为主,含有Ⅱ1型有机质。页岩甾萜烷、芳烃标志物及Pr/Ph分析结果表明,五峰-龙马溪组页岩有机质母质形成于具有一定盐度的海水中,总体为较强的还原环境,且不同时期不同地区水体深度有所差异。有机质成熟度测试分析表明,五峰-龙马溪组页岩等效镜质体反射率为1.15%~3.06%,平均2.01%,H/C为0.52~0.65,大部分样品达到高成熟阶段,部分为过成熟阶段。5.综合岩石学特征、沉积相、有机地球化学特征等分析认为,川东南武隆地区五峰-龙马溪组黑色页岩有利发育层段为五峰组及龙马溪组下部,有利发育区带为焦石坝、武隆一带,有机质含量普遍大于2%,有机质类型好、热演化程度高并具有高脆性特征,页岩气资源前景良好。