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四川盆地及其周缘的下古生界黑色页岩是我国页岩气勘探的重要目标之一，目前已在四川盆地内部发现了涪陵、威远、长宁等页岩气田。然而，在四川盆地周边的重庆、贵州等强烈构造改造地区的页岩气勘探还未取得较大的突破。鉴于此，本论文以渝东南及贵州地区的龙马溪组和牛蹄塘组/筇竹寺组黑色页岩为研究对象，通过多种分析测试手段研究了典型样品的有机地球化学、有机岩石学、矿物学特征，剖析了页岩储层孔隙和孔径发育特征及主控因素，并通过高温高压甲烷吸附实验，评价了下志留统和下寒武统两套页岩储层的储集能力及主控因素，建立了扣除吸附相体积的资源潜力评价模型;在此基础上，结合渝东南地区的基础地质与地球化学资料，初步评价了该区的页岩气潜力。本论文取得的主要认识如下: (1)下寒武和下志留统两套页岩的TOC含量都较高，下志留统龙马溪组底部页岩层段TOC介于2％～6％，平均值为3.4％，层厚达20～30 m，岩石脆性指数介于30％～80％;下寒武统牛蹄塘组优质页岩层段TOC范围为1.76％～11.3％，平均值为6.1％，厚度可达120 m，岩石脆性指数介于50％～90％。两套页岩中均发育有大量焦沥青，龙马溪组和牛蹄塘组页岩的等效镜质体反射率(EqVRo)范围分别为2.5％～3.5％和2.9～4.1％，均处于生气晚期或末期的过成熟阶段。 (2)下寒武和下志留统两套页岩中既发育无机质孔也发育有机质孔。压实作用对各种无机质粒间孔的影响最大;有机质孔可发育于脆性矿物保护的有机质颗粒中，也可发育在塑性粘土矿物包围的有机质颗粒中，但有机质孔的发育具有较大的非均一性，同一或临近的有机质颗粒中孔隙的大小及发育特征不同。 (3)总有机碳(TOC)含量与页岩孔隙度有正相关关系，是控制页岩孔隙度大小的主要因素之一。但在同等TOC条件下，下寒武统牛蹄塘组页岩的孔隙度要稍低于下志留统龙马溪组，这可能与前者经历了更强烈的压实作用进而导致大量的无机质粒间孔损失有关;同时，较高的脆性矿物（如石英和长石等矿物）含量和较低的塑性矿物（如粘土矿物）含量有利于页岩孔隙的保存。 (4)低压氮气和二氧化碳吸附实验表明，下寒武统和下志留统页岩中的微孔、介孔和宏孔都比较发育，但以微孔和介孔为主，微孔的发育与TOC呈明显的正相关关系;基于CO2吸附的Stoeckli方法能相对简单地表征泥页岩中微孔的分布特征，研究样品中的微孔孔径均值主要集中于1.26 nm处。 (5)总有机碳(TOC)含量是控制页岩吸附能力的关键地球化学指标，在TOC=0.2～11.3％范围内，甲烷最大绝对吸附量与TOC具有较好的正相关关系，如在60℃下，甲烷最大绝对吸附量的变化范围在0.4～6.0 cm3/g rock之间;甲烷的吸附能力与页岩的比表面积，尤其是页岩的微孔体积大小密切相关，表明在超临界条件下甲烷在页岩中的吸附主要发生在微孔及较小的介孔中;当页岩达到高过成熟度阶段后，有机质热成熟度对页岩的吸附能力影响不是很大，但可显著影响甲烷吸附曲线的形态，在相同地质温度下，成熟度较高的页岩具有较低的Langmuir压力，也即解吸附难度变大。 (6)三参数SDR和Langmuir模型均可以拟合实验过剩吸附数据，但当过剩吸附数据的最大平衡压力较低，过剩吸附量未出现拐点时，用三参数Langmuir模型拟合得到的最大吸附量偏低，但吸附相密度极大;而三参数SDR模型拟合结果对数据点的压力范围要求较低，不同压力范围内拟合的结果相似，且吸附相密度合理。 (7)甲烷的吸附能力受温度与压力双重控制，甲烷的最大吸附量和吸附相密度随着地质温度的升高而降低，而Langmuir压力随着地质温度的升高而变大;基于高温高压甲烷吸附实验数据，建立了各种吸附参数与地质温度的关系;结合研究区的温压条件，认为研究区页岩在超过6000～8000m埋深时的过剩吸附量可以忽略不计。 (8)未扣除吸附相体积的页岩气资源潜力评价模型会高估游离气含量和页岩总含气量，对微孔发育的高过成熟页岩资源潜力评价的影响尤为显著;利用扣除了吸附相体积的页岩气资源潜力评价模型初步评价了渝东南地区下志留统地层的页岩气资源丰度，发现渝东南地区下志留统页岩气资源量丰度总体较低，仅在靠近四川盆地的渝参4井及周边地区的资源量丰度相对较高。造成渝东南地区资源量丰度整体较低的原因主要是游离气丰度偏低，这是由其较浅的埋深、较低的孔隙度和较低的压力系数决定的。