奥陶纪–志留纪是地质历史上一个非常重要的地质转折时期,全球板块构造聚敛及气候环境重大变迁使得生物的生存处于不断的动荡之中,导致了奥陶纪末的生物大灭绝事件。同时,该时期还发生了一系列全球和区域性地质与环境事件,如赫南特冰期、全球性海退和海泛淹没、上升流活动趋于活跃、局域性火山喷发和底流活动等,并在该转折期形成了中国南方颇具规模、及页岩气勘探开发有巨大价值的黑色页岩层系。然而,关于该套黑色富有机质页岩在上扬子克拉通内拗陷盆地内是如何形成及分布的基本问题,如多重地质事件影响下的古海洋环境变迁、富有机质页岩层序地层划分与内部岩相的沉积构成,不同类型岩相的成因机理及其沉积过程,脆性矿物和有机质的来源等缺乏深入探讨。本文综合利用钻井、露头和地球化学测试（0.01-1m间距）资料,在建立上扬子克拉通内拗陷盆地五峰组和龙一段高精度等时地层格架的基础上,查明了富有机质页岩的时空展布;探讨等时地层格架下富有机质页岩的岩相类型与多重沉积非均质性特征;分析不同古海洋条件下的岩相成因及其沉积过程（多重地质作用–控制因素耦合过程）;阐明了脆性矿物有机硅和有机质的来源,进而建立了多重地质作用（或控制因素）联控的页岩岩相成因模式,提出了页岩气勘探开发的优质页岩岩相甜点段的预测评价模型。其主要认识如下:1)在笔石带分层约束及天文旋回地层年代标尺精细标定的基础上,建立了上扬子克拉通内拗陷盆地内奥陶纪–志留纪重大转折期的等时层序地层格架。多学科结合,综合利用研究区内的钻井岩芯和测井、露头剖面和高密度地化测试数据等资料,在层序界面精细识别的基础上,将五峰组凝缩段（包括观音桥段）划分为4个受三级海平面变化驱动的旋回周期,结合笔石带年龄,确定每个三级旋回的时限约1.2-myr,所对应的平均沉积速率约为0.2cm/kyr;龙一段为1个三级层序,可进一步划分出3个体系域（海进体系域、早期高位体系域、晚期高位体系域）和8个四级准层序组,其每个四级准层序组时限约为405-kyr,所对应的平均沉积速率约为2.5cm/kyr。结合收集的120条野外剖面、258口钻井的层序单元划分和对比,查明了各层序单元在上扬子克拉通内拗陷盆地内的时空分布,揭示出了其具有“三洼二隆”古地理格局,同时各洼陷中其沉积沉降中心具有逐渐向西北迁移及隆–洼地形分隔逐渐加大的演化规律。2)在等时地层格架下开展页岩岩相划分及多重沉积非均质性精细表征,恢复了上扬子克拉通内拗陷盆地内各层序单元发育时期的页岩岩相空间配置关系。在参考前人分类的基础上,提出了集沉积构造–矿物成分–有机质丰度为一体的页岩岩相三端元的4大类和13亚类分类方案。通过威远–长宁、涪陵、鄂西等地区典型钻井岩芯观察、室内薄片鉴定,TOC含量和矿物成分定量分析,精细划分了五峰组、观音桥层、龙一段层序的页岩岩相类型,理清了不同页岩岩相的多重沉积非均质性特征,结合跨洼陷沉积断面图和岩相时空分布图的精细编制,查明了不同页岩岩相在上扬子克拉通内拗陷盆地内的时空分布。研究表明,上扬子克拉通内拗陷盆地的各洼陷中,岩相分布与古构造、古气候、古海洋环境及其沉积时的突发地质事件有密切的内在联系。同时,受古构造地貌分隔的沉积分区（洼陷中心、下斜坡、上斜坡和隆起边缘）具有覆水深度、氧化–还原和古生产力等沉积环境的差异性,直接控制了沉积分区页岩岩相类型、组成及分布范围。3)通过威远–长宁、涪陵、鄂西各洼陷的高分辨率地球化学参数标准剖面的建立,探讨了奥陶纪–志留纪重大转折期的古气候、古海洋环境对不同类型页岩岩相发育的控制作用。通过分析火山喷发、冰期、上升流、底流和陆源输入等事件在上扬子克拉通内拗陷盆地内不同层序体系域中的沉积记录,探讨了其起始时间、作用强度、波及范围及对页岩岩相形成的控制作用。研究表明,全球性和区域性的地质事件相互间的联动机制,对上扬子克拉通内局限海产生了叠加效应,最终通过古生产力,氧化–还原条件,陆源输入强度指标所体现,并清晰地记录在不同洼陷、不同层位占主导的页岩岩相中。同时,在同一海平面背景下,毗邻秦岭洋的外陆棚（鄂西洼陷）易受上升流或底流作用影响,为半开放或弱局限海环境;中陆棚（涪陵洼陷）次之,为适度局限海环境;内陆棚（威远–长宁洼陷）为适度局限–强局限海环境;从而导致各洼陷中其页岩岩相类型、沉积特征及其分布的差异。明确了火山灰是诱发生物硅（放射虫、海绵骨针、硅藻）和烃类生物（疑源类和藻类）勃发富集,并促进氧最小带的形成,从而在适度局限或强局限海内发育富有机质的硅质页岩相的成因机理。4)分析各洼陷、各层序单元页岩岩相的基本特征、表征参数、主控因素及分布规律的差异性,提出了全球性（如板块聚敛、冰期、海泛和海退）和局域性地质事件（火山喷发、上升流、底流、陆源输入）联控机制下的页岩岩相成因模式。其中,五峰组凝缩段和龙一段海进体系域的硅质页岩相,为强局限海在火山喷发和上升流协同控制下高生物硅和有机质的成因模式:滞流、低沉积速率（<1cm/ky）、缺氧（V/Cr>4）、高古生产力（Ba/Al>300ppm/%）及高TOC%>4。龙一段早期高位体系域的混合质页岩相,为适度局限海在底流控制下的中生物硅和有机质的成因模式:滞流、低速底流、中沉积速率（>1-2cm/ky）、贫氧（V/Cr>2-4）、中古生产力（Ba/Al>200-300ppm/%）及中TOC%>2-4。龙一段晚期高位体系域灰质–泥质页岩（或泥岩）相,为弱局限海在强制性海退陆源输入主控下的高粘土–低有机质的成因模式:低速流动、较高沉积速率（>4cm/ky）、贫氧–氧化（V/Cr<2）、低古生产力（Ba/Al<200ppm/%）及低TOC%<2。明确了五峰组（凝缩段）和龙一段海进体系域的高生物硅和有机质的硅质页岩相为页岩气勘探开发的优质岩相甜点段。