鄂尔多斯盆地延长组和三塘湖盆地芦草沟组泥页岩是典型的湖相泥页岩,为研究湖相泥页岩自生石英形成机理提供了很好的条件。与延长组泥页岩不同,芦草沟组泥页岩发育大量的凝灰质成分,因此对这两套湖相泥页岩的研究可以帮助我们更好地理解自生石英形成机理的多样性。本文通过对两套泥页岩有机地化特征、岩石学特征的研究,将泥页岩划分成两种类型:受火山灰影响的泥页岩和不受火山灰影响的泥页岩。在此基础上,通过扫描电镜观察、阴极发光实验、物性、吸附性及岩石力学性质等方面的实验研究,弄清了泥页岩中二氧化硅的赋存状态,建立了非晶态二氧化硅和自生石英的定量分析方法,揭示了自生石英的形成机理及控制因素,明确了自生石英形成对储层性质的影响,阐明了自生石英形成对页岩油富集的地质意义。这两类泥页岩的二氧化硅以非晶态二氧化硅、碎屑石英和自生石英三种形式赋存。不受火山灰影响的泥页岩非晶态二氧化硅含量高,而自生石英多出现于粉砂质泥岩中,自生石英往往与自生黏土矿物颗粒共生;受火山灰影响的泥页岩的自生石英含量高,主要在凝灰质泥岩中,颗粒晶形好,大小不一,几微米到几十微米,多呈短柱状、它形粒状,而不是典型的六方柱状。这两类泥页岩中二氧化硅的来源不同。不受火山灰影响的泥页岩中二氧化硅主要来自于黏土矿物的转化和碎屑石英颗粒的溶蚀,而受火山灰影响的泥页岩中二氧化硅主要来源于凝灰质的脱玻化作用。缺乏生长空间是泥页岩中非晶态二氧化硅难以生长为自生石英的根本原因;有机质演化过程中可以产生大量有机酸,既可以为自生石英的形成提供酸性环境,又可以促进凝灰质溶蚀,增加二氧化硅的来源;有机质演化形成的孔隙可以为自生石英的形成提供生长空间。因此,自生石英形成的主要控制因素是泥岩中的孔隙空间和有机质含量。由于不受火山灰影响的泥页岩中自生石英含量相对较低,黏土矿物含量高,不利于优质页岩储层的形成。受火山灰影响的泥页岩中自生石英含量较高。自生石英的形成增加了芦草沟组储层物性,为页岩油的富集提供了空间,同时降低了储层的抗压强度,易于形成裂缝,有利于储层压裂改造。