本文以吉木乃盆地下二叠统卡拉岗组暗色页岩为研究对象,选取盆地内典型露头剖面及探槽进行测量、描述、取样,并通过岩石地球化学测试分析,岩矿(镜下)薄片、X-射线衍射全岩分析,再结合有机碳、热解、氯仿沥青、干酪根碳同位素率等烃源岩分析测试以及扫描电镜(SEM)、氮气等温吸附法等储层分析测试,结合对前人相关地质资料的收集分析,系统研究了卡拉岗组暗色页岩的岩石类型、发育特征、沉积相、烃源岩特征及储层特征等沉积环境与页岩气地质特征,取得以下成果和认识:1.根据岩石类型、沉积构造、沉积岩石组合等相标志分析,吉木乃盆地卡拉岗组可划分出辫状河三角洲相和湖泊相两大沉积相,暗色页岩主要发育于前三角洲亚相及三角洲前缘亚相,主要为深灰色-灰黑色(含)碳质粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩,暗色页岩的发育与分布明显受到沉积相的控制。2.通过岩石地球化学分析认为,沉积源区为安山质及铁镁质大洋与大陆岛弧混合环境,亦见有古老沉积组分;沉积水体总体为淡水、弱还原-还原沉积环境,自底部向顶部古盐度变化呈现由高变低再升高;沉积时为温暖湿润的古气候。3.通过烃源岩测试分析表明,卡拉岗组暗色页岩有机质丰度含量总体中等,TOC最小值为0.3%,最大值为4.32%,平均值为1.01%;干酪根类型指数(TI值)为-99.5,干酪根碳同位素(δ13C)测试分析得出碳同位素组成为-21.9‰~-23.5‰之间,属于III型(腐植型)干酪根;镜质体反射率(Ro)介于1.43%~2.87%之间,平均值为2.12%,热演化程度为高成熟-过成熟阶段。4.通过对暗色页岩储层特征测试分析表明,卡拉岗组暗色页岩石英、长石等脆性矿物含量较高,粘土质矿物次之,脆性指数均值为66.63%,伊利石粘土矿物的发育对暗色页岩的吸附性有建设作用。暗色页岩储集空间以粒内及粒间溶孔、矿物间微孔隙与微缝隙、矿物微裂缝为主,孔隙类型以发育片状或似片状组成的槽形介孔及小孔为主,兼有中孔发育。岩石孔隙度为0.97%~1.52%,平均为1.36%,渗透率为0.0097~0.0197md,平均为0.0139md。5.综合认为吉木乃盆地具有较大页岩气勘探潜力。