四川盆地上三叠统须家河组蕴含着丰富的致密砂岩气资源,是油气资源研究的重点区块,对于非常规油气资源的勘探开发有着积极意义。虽然前人在川西南地区须家河组做了很多研究工作,但关于须家河组暗色层系的研究鲜有报道。暗色层系是须家河组油气资源的生烃层位,对暗色层系成因模式进行研究,对后续了解须家河组致密砂岩气的生烃过程及富集层位有着重要帮助。本文依托“四川乌蒙山区1:5万马边县、沐川县、靛兰坝、新市镇4幅区域地质调查”,在研究区内进行了剖面测制、岩性观察、样品采集、地质填图等工作,而后在室内对暗色层系进行薄片鉴定、主微量元素分析,化石鉴定、TOC测定、扫描电镜观测、X射线衍射等实验。并在上述实验分析结果基础上运用层序地层学、沉积岩石学、地球化学原理、石油地质学、古生物学等理论对研究区须家河组层序地层特征、沉积相特征、暗色层系特征等展开研究,最后对暗色层系发育主控因素进行讨论,建立起暗色层系的成因模式。研究区须家河组露头出露情况不良,在室内薄片鉴定结果及前人资料文献综合分析的基础上,发现并不能与邻区一样划分为六段。研究区须家河组由下至上划分为两段,须家河组一段、二段分界线以须家河组二段底部含泥砾砂岩为界,须家河组一段与下伏雷口坡组呈平行不整合接触,须家河组二段与上伏自流井组整合接触。根据层序地层学原理,结合层序识别界面及岩性组合特征,在研究区内须家河组层序划分为1个超长期旋回,2个长期旋回,及5个中期旋回。层序LSC1厚度在研究区内变化起伏不大,层序厚度在193.7m~265.2m之间,平均值为243.3m。层序特征显示上升半旋回厚度与下降半旋回厚度大致相等,属于对称型旋回结构,具有相对完整的韵律性海(湖)退-海(湖)旋回过程。层序LSC2分别由须家河组二段中MSC3、MSC4和MSC5三个中期旋回层序叠加而成,是一个较完整的湖退湖进沉积旋回。层序LSC2厚度在研究区内变化起伏较大,在137.81m~592.75m之间,平均为376.1m。须家河组内部发育的暗色层系(煤线、煤层)大部分可作为由向上转向下的相对转换界面,相当于海相地层中的凝缩层。通过岩性类型区分、沉积构造识别及古生物标志特征,将沉积相划分为陆相沉积体系及海陆过渡沉积体系两大类别。暗色层系主要出现在须一段下部,须一段中上部及须二段中部层位,主要发育于三角洲前缘亚相分流间湾微相、三角洲平原沼泽微相、滨湖沼泽微相及滨浅湖泥微相中。研究区内暗色层系厚度在34.7m~268.3m之间,平均厚度为149.8m。系统测定了样品矿物组分、地球化学元素含量、TOC含量并将样品进行了薄片鉴定和扫描电镜观察。结果表明暗色层系中石英含量平均值为56.38%,黏土矿物平均值为36.78%,长石类矿物平均值为5.79%,还有黄铁矿、方解石、白云石等其他矿物百分比含量大约在1~3%左右。脆性指数平均值为74.0%,主要分布在40%~100%之间,具有较好的可压裂性。TOC含量显示暗色层系属于中等-较好烃源岩。地球化学数据表明暗色层系沉积环境为淡水缺氧环境。在全面分析上述结果的基础上,认为暗色层系主要受到缺氧还原环境和沉积相的控制。缺氧环境生成的暗色层系,有利于有机质的富集与保存。沉积相的分布则控制了暗色层系的分布范围,暗色层系的展布受到湖盆及平原沼泽的范围的限制。