早寒武世是全球生物、气候和环境发生重大变化的关键时期。整个扬子地区在早寒武世期间沉积了一套富有机质页岩,其有机碳含量高,是我国目前页岩气勘探的重要目标层系之一。开展早寒武世富有机质页岩的沉积学研究,不仅能为早寒武世古气候和古环境演变过程恢复提供科学依据,而且能为苏北地区下寒武统页岩气勘探提供一定的理论依据。本文选取江苏盱眙地区最新完钻的XYZ-1井下寒武统碳质页岩为主要研究对象,结合周缘地区野外剖面以及中上扬子地区的对比,利用野外露头、岩心观察、分析测试[包括元素地球化学、有机碳（TOC）、总硫（TS）、XRD分析、氩离子-场扫面电镜（FE-SEM）等技术手段]等资料,开展研究区下寒武统幕府山组碳质页岩段的沉积特征、沉积环境、地球化学和储层特征的系统研究。论文取得以下主要成果和认识:XYZ-1井钻遇的幕府山组为一套黑色、深灰色碳质页岩夹薄层状碳酸盐岩的层序。以XYZ-1井底部发育厚度为8.1 m的“石煤层”作为标志层与扬子地区下寒武统地层对比表明幕府山组属于寒武系第二统第三阶。幕府山组发育水平层理（纹层）、浊积纹层、韵律层理、粒序层理、软变形层理、双向交错层理,小型浪成波纹交错层理等原始沉积构造。其中,浊积层理（纹层）集中发育在上部岩性段。滑塌浊积水道砾岩成分为碳酸盐岩,钙质胶结,具正粒序,底部冲刷接触。结合区域构造-沉积背景,研究区幕府山组沉积期整体反映了属于局限陆棚-潮坪-台地体系。潮坪体系发育潮间带泥坪、混合坪相,局限陆棚体系以水下扇中扇-外扇、滑塌浊积水道、局限陆棚相沉积为主,推测南部的南京台地提供了碳酸盐岩碎屑的物源,北部的胶辽台地提供了陆源碎屑的物源。以元素地球化学、有机碳（TOC）、以及总硫（TS）作为资料,对研究区早寒武世的古气候、古盐度、氧化还原条件等进行了系统分析。研究结果表明,V/（Ni+V）平均值为0.72,Ni/Co的平均值为6.98,U/Th的平均值为1.30,V/Sc的平均值为61.66,氧化还原指标表明整体为缺氧的沉积环境。利用Mo、U、V等氧化还原敏感元素富集和黄铁矿形态及粒径资料分析可知,在幕府山组底部和顶部存在两次较为强烈的硫化事件。幕府山组碳质页岩的TOC平均值为5.02%,其中84.6%的样品大于2%,脆性矿物含量介于32～88%之间,平均为59.75%,发育有机孔、无机孔和裂缝三种主要孔隙类型,其中有机孔主要发育在TOC大于2%的层段,无机孔以粒间孔、粒内孔和溶蚀孔为主,孔径大于2μm,最大可达50μm;微裂缝广泛发育,其中,构造裂缝的缝宽一般20～500 nm,成岩裂缝长度大于10μm,缝宽50 nm～200 nm。缺氧/硫化的沉积条件又为有机质的富集和保存提供了保障。下扬子地区具有良好的烃源岩条件和储层条件,具备页岩气勘探的潜力。通过以上研究,论文取得的创新成果主要体现在:1.早寒武世幕府山组碳质页岩形成于局限、缺氧的海湾环境。与中上扬子相比,其还原环境持续时间较长,并在晚期达到第二次高峰。研究认为该区主要由浅海-潮坪-台地体系构成,南京台地和胶辽台地可能分别为滁河凹陷提供了碳酸盐岩碎屑和陆源碎屑。特殊的成因环境为页岩气成藏奠定了良好地质基础。2.缺氧硫化事件是碳质页岩TOC富集的主要原因。硫化事件层段碳质页岩TOC最高达到21.27%,孔隙类型多样、脆性矿物含量高。与中上扬子对比,该区具有更好的生烃条件,也具有良好的储集能力,具备页岩气勘探的潜力。