细粒物质的沉积、成岩作用是沉积学领域中研究相对薄弱的环节,细粒沉积学研究有着重要的科学意义,同时,随着页岩油气勘探开发如火如荼地展开,其研究还存在不可估量的工业价值。论文选取了四川盆地东南缘龙马溪页岩和东营凹陷沙四上-沙三下页岩为研究对象。前者为海相富硅质细粒沉积岩,后者为湖相富碳酸盐细粒沉积岩,研究对象兼顾沉积背景及岩石特征的差异,具有良好的代表性。基于细粒岩的物质组成,提出了细粒沉积岩分类方案。该分类方案强调了有机质的重要作用,依据TOC含量2%为界,划分为贫有机质和富有机质。根据长英质、黏土矿物及碳酸盐矿物各自含量50%为界,共划分为4大类岩石类型。进一步的岩石分类根据次一级矿物成分含量。在岩石学特征及岩相组合基础上,结合沉积环境分析、纹层发育特征及组合、古生物及矿物晶体结构,阐述了以龙马溪页岩为代表的海相富硅质细粒沉积作用包括了悬浮沉积、上升流、浊流及重力滑塌等沉积过程。东营凹陷湖相细粒沉积岩中碳酸盐主要为生物-化学作用及化学作用所形成。在贫有机质层段,特别是沙四上低位体系域,碳酸盐主要为化学沉淀;而生物-化学作用在高有机质含量层段异常明显,纹层为周期性季节变化所形成。在对细粒岩储集空间特征刻画的基础上,详细分析了其成因。并在岩心、薄片及扫描电镜不同尺度观察手段下对页岩油气赋存方式进行的分析,烃类在页理缝、构造缝异常压力缝中以游离态赋存,在有机孔、黄铁矿晶间孔、絮凝晶间孔中以吸附态存在,在孔隙较大的重结晶晶间孔、溶蚀孔中以游离态赋存,且可形成连续的烃类聚集,在纳米级粒间孔中则是以孤立分布的游离态存在。页岩的储集层特性受到岩石类型及矿物组成、有机质、成岩作用及埋藏演化、构造作用的综合影响。岩石类型和有机质特征是影响泥页岩储层发育的内部因素,建立不同岩相的储集空间组合模式,并探讨页岩油气的赋存状态与岩相、埋藏演化的关系。针对页岩油储层的特殊性,提出以岩相和TOC为核心,同时兼顾富有机质页岩厚度、裂缝发育及孔渗特征等条件的页岩油储层评价标准。