晚奥陶-早志留世转折期是一个重要的地质历史时期,在这一相对短暂时间内(453～440Ma)全球板块构造形态、古气候条件、古海洋环境、生物群类型等都发生了巨大的改变。扬子地区在这一全球大背景之下沉积了五峰组和龙马溪组两套富有机质泥页岩,是页岩气勘探的重点勘探层位。本文以四川盆地南缘上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层为研究对象,在野外地质调查的基础上,结合岩石矿物学资料,厘定研究区五峰-龙马溪组沉积相,并绘制岩相古地理图;进行有机地球化学测试分析并结合扫描电镜照片及前人孔隙结构资料,对研究区页岩气物质基础进行简要分析,并圈定远景区;进行详细的主、微量及稀土元素分析,厘清五峰-龙马溪组垂向沉积环境演化,并将重大地质事件与有机质富集规律相联系,建立有机质富集模式。具体取得如下主要成果及认识:①四川盆地南缘晚奥陶-早志留世受多重地质事件影响,岩相及沉积相发生了明显、快速的变化。主要表现为古陆活动减弱,陆源输入通量降低,构造掀斜作用减弱,并发生全球性冰川事件,多重因素协同作用导致晚奥陶世末赫南特期发生大面积海退,并沉积了一套以碳酸盐岩为主的突变层段观音桥组夹于两套黑色泥页岩之间。②四川盆地南缘地区五峰组顶部砂屑灰岩的出现表明五峰组沉积晚期局部地区可能发育小规模底流作用。这也为进入冰期的过程气候并非持续变冷,而是在气温整体降低的大趋势下冷暖交替波动性变化找到了岩石学证据。同时其也暗示了生物灭绝的原因不单是气候变冷,赫南特动物群的复苏也是建立在冰期大背景中相对较为温暖的气候条件下。③四川盆地南缘五峰-龙马溪组地层厚度大,TOC高,Ro适中,微孔缝发育好,具备良好的页岩气物质基础。研究指出除长宁地区外,叙永一古蔺-习水一线及以北地区五峰-龙马溪组具有良好页岩气富集潜力,值得进一步的勘探工作。④研究区田林剖面五峰-龙马溪组Al/(Al+Fe+Mn)、δCe、δEu平均值分别为0.65、0.77、0.86,表明非陆源来源硅主要为生物成因。Si、Sixs与Ca、Ti强负相关性表明,斑脱岩密集层段具有较高古生产力表明火山活动对古生产力有提升作用。五峰组沉积早期Mo/TOC与Mo/U值较低,指示该时期具有强滞留环境,而有机质富集层段主要在半滞留环境下沉积形成。⑤TOC与古氧相代替系数的高相关性表明有机质富集整体受古氧相控制。综合分析认为,五峰-龙马溪组不同沉积阶段有机质富集模式不同。非灭绝期为低陆源输入的安静深水环境产生的良好缺氧条件;第一幕灭绝期(五峰组末期)为成烃母质生物的勃发及强”海洋雪”作用致使的高成烃母质生物沉降率;第二幕灭绝期(龙马溪组沉积初期)为高成烃母质生物沉降率加之大量有机质在水底分解消耗氧化剂的同时分层水体阻碍氧气补给造就的水底长期极度缺氧环境。