页岩气的商业性开发激发了人们对深水沉积的、富有机质的页岩的巨大兴趣。在北美,页岩气富集高产的一个重要因素是5大含气页岩盆地普遍发育较深水沉积相带;例如,福特沃斯盆地Barnett页岩的开发区处于半远洋静水深斜坡一盆地相(Loucks eta l.,2007),伊利诺斯盆地New Albany页岩为深水陆棚沉积(Stevenson etal.,1969)。通过录井、测井、地震、野外剖面与岩心资料的深入剖析,下寒武统牛蹄塘组发育一套30~390 m厚的富含三叶虫的黑色碳质页岩夹硅质岩,可识别出2个三级层序;受海平面下降的影响,从下部层序至上部层序发生水体变浅、岩石类型的演变,形成了硅质页岩、碳质页岩、纹层状页岩、块状灰岩4类岩相。这些细粒富泥的岩相是通过悬浮作用、波浪作用、风暴作用、重力作用与块体重力流搬运而沉积的。在牛蹄塘组下部层序(SQ1)的海侵体系域(TST)沉积时期,沉积环境由西向东自滨岸→浅水陆棚→中陆棚→深水陆棚→半深海发生变化;该时期沉积格局呈现出"一陆一棚一斜坡"的岩相古地理格局,海底为一向东南敞开的斜坡地形。除四川盆地北侧外,沉积相带整体沿北东-南西向展布。西部分布着康滇古陆与滨岸-浅水陆棚。中陆棚相呈一"S"形分布于四川盆地内部,厚度稳定,岩性变化不大,主要由黑色页岩、粉砂质页岩夹碳质页岩、粉细砂岩、薄的介壳灰岩,介壳灰岩具有风暴作用的印迹;发育少量的碳质页岩,碳质页岩占比为10%-30%。水平层理极发育,见广海型生物化石,如双壳、腕足类等。深水陆棚呈一向东南突出的凹形分布于该区的东南侧,仅局部见于四川盆地内部的宜宾-泸州一带;这与前人不同,以往的岩相古地理图均未见四川盆地内部出现过深水陆棚。深水陆棚自北部的鄂西、湘西,向南至重庆的酉阳与秀山、贵州沿河与遵义,再又向西至贵州的金沙与毕节,然后折转向北至宜宾,延伸长达400km以上、宽达100-160km。岩性为黑色碳质页岩(局部含磷)夹硅质岩、碳酸盐岩,在酉阳、秀山一带以碳质页岩、硅质岩为主,碳质页岩占比为50%,硅质岩占比达25%-42%,偶见极少量碳酸盐岩类及含磷条带,厚度一般18-40m;在鄂西的恩施、龙山一带,深水陆棚常见水平层理,生物化石除底栖、自游的三叶虫外,营漂游生活的古盘虫逐渐增多。深水陆棚的外围,向海、向洋分布的是半深海-盆地环境,半深海-盆地堆积的岩性主要为硅质岩与均质的、无生物扰动构造的块状碳质页岩,以及少量的产生于半深海的滑塌块体流碳酸盐岩;例如,黄页1井以硅质岩为主,薄层硅质岩占比达55%,均质的块状碳质页岩占比45%,罕见的毫米级纹层呈透镜状并且未被生物扰动,属于半深海环境。勘探实践证明,已有5口井在四川盆地牛蹄塘组深水陆棚与中陆棚环境的页岩层段获得工业页岩气流,揭示了该区井研-川西南、威远-长宁一带、赤水-綦江一带具有良好的页岩气勘探前景;有利的沉积相带为该区页岩气勘探指明了方向。