构造作用不仅控制油气盆地的沉积建造过程,而且控制生烃后期的储层改造过程。本论文以下志留统龙马溪组富有机质页岩为研究对象,以构造演化为主线,采用野外调查、实验测试、数值模拟、理论研究等方法,针对构造控制下的页岩气成藏的科学问题展开系统研究。主要取得以下认识和成果:龙马溪组在研究区广泛分布,基于野外地质调查、资料收集,结合显微构造、岩石组构分析以及元素地球化学特征,判别川南地区古沉积-构造环境、构造发育及其演化过程,阐明龙马溪组页岩沉积之后经历的应力-应变环境及动力学机制。识别出龙马溪组页岩孔隙类型包括有机质孔、粒间孔、粒内孔及微裂缝,页岩主体孔径分布稳定,孔径小于300nm的孔隙对页岩总孔体积的贡献度介于83.44%-94.23%。并结合FHH孔隙分维数计算模型,得出孔隙比表面积与孔容随有机质成熟度演化特征。基于单井沉积埋藏演化史恢复结果,阐明有机质演化过程中孔隙孔容与比表面积变化特征,并将川南地区龙马溪组泥页岩沉积以来分为四期演化阶段:加里东末期的快速埋藏阶段(约443Ma-400Ma)、海西期的缓慢抬升阶段(西部)(约400Ma-270Ma)、印支期至早燕山期的快速埋藏阶段(约270Ma-110Ma)及晚燕山期-喜马拉雅期的持续抬升阶段(约110Ma-10Ma)。川南地区三叠系嘉陵江组或雷口坡组为龙马溪组区域盖层,LM5-LM6段为龙马溪组下部富有机质页岩段的直接盖层,WF2-LM4为龙马溪组主力含气段。基于储层突破实验、甲烷扩散系数实验等,得出甲烷分子在储层扩散运移特征,基于L-F模型表征理想状况下不同埋深情况页岩气赋存状态,得出页岩气吸附态为主向游离态为主的临界转换深度介于1300-4900m之间。页岩气成藏后期储层温压变化主要由构造作用控制,基于能量动态平衡理论,阐明构造控制下页岩气能量演化及响应机制,揭示燕山晚期之后研究区长时间构造抬升作用,储层能量对储层温压环境发生变化积极响应,储层基块弹性能衰减速率比气体弹性能衰减速率慢,利于储层孔隙回弹与气体赋存状态调整过程;游离气弹性能衰减速率较吸附气弹性能衰减速率快,游离态逐渐向吸附态发生转化。论文阐明了川南地区龙马溪组构造控制下的页岩气成藏特征,并优选了研究区页岩气勘探开发有利区。