黑色岩系作为地质历史时期环境突变的重要产物,既赋存着丰富的油气资源,也富含钒（V）、镍（Ni）、钼（Mo）、铂族元素（PGE）、磷（P）等众多金属和非金属矿产资源。黑色岩系中有机质与钒之间的伴生关系及相互作用一直受到地质学家的广泛关注。湘西地区发育的黑色岩系层位较为稳定,本文以湘西地区龙鼻嘴剖面和三岔剖面下寒武统牛蹄塘组黑色岩系为研究对象,采用有机地球化学和无机地球化学相结合的方法探讨了黑色岩系沉积的物质来源、构造背景以及沉积环境,建立了有机质与钒元素富集沉积的富集模式;采用物理模拟和数值模拟相补充的方法分析了钒对有机质生烃过程的影响,总结了其影响机理。主要取得了以下成果和认识:（1）龙鼻嘴剖面和三岔剖面下寒武统牛蹄塘组黑色岩系TOC平均值分别为6.7%和8.09%,有机质丰度达到好烃源岩标准,有机质类型主要为Ⅰ和Ⅱ型,有机质成熟度达到高成熟,甚至过成熟,主要生干气,生烃潜力指标较低。饱和烃和芳香烃含量相对较低,而非烃和沥青质含量相对较高,生物标志化合物和有机显微组分指示有机质主要来源于原始光面球藻、瘤面球藻及网面球藻等浮游藻类、底栖藻类、海绵等浮游动物和细菌。（2）黑色岩系主量元素中Si O2以超过60%的平均含量占到最高,Al2O3含量次之,其余元素含量均在5%以下;微量元素以V、Ni、Mo、Cd、Tl、Pb、U等元素相对富集,Cu、Sr、In等元素相对亏损为特征;稀土元素总量（∑REE）低于北美页岩和上地壳平均值,整体表现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损的分布特征。元素地球化学参数指示黑色岩系沉积的构造背景为被动大陆边缘,钒元素等成岩物质来源主要为陆源碎屑和海底热液,沉积环境为温暖湿润的气候、中-低盐度水体、贫氧-缺氧的氧化还原条件和中等-强滞留的半滞留海盆环境。（3）开放体系下（Rock-Eval）的生烃模拟实验和Gaussian软件模拟的结果显示,适宜浓度的钒化合物能够促进有机质生烃,不同价态的钒有不同的影响效应,高价钒（Na VO3）主要通过降低C-C、C-H键的离解能,低价钒(VO2+)则通过降低C-C、C-H键和C-O键的离解而降低生烃反应的活化能,从而加速有机质热演化的进程,高浓度条件下促进作用减弱。（4）通过综合地质条件建立了有机质与钒的富集成矿模式和作用机制。钒元素首先被生物摄入形成初步富集,随后与生物遗体共同沉积,微生物在分解生物遗体的过程中改变环境中的酸碱度、氧化还原电位值等使钒元素进一步富集、迁移、沉积和成岩,有机质与成岩作用形成的粘土矿物对钒产生吸附富集效应使其以吸附态或以钒伊利石、钒水云母形式存在于粘土矿物中。钒在影响有机质生烃的过程中,形成稳定的有机-金属络合物（钒卟啉）,随油气运移、沉淀在储集层中聚集,最终固定在高演化产物中。