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黑色页岩是产生烃类化合物的母岩，且其沉积过程与其他经济沉积矿藏的形成密切相关，因此研究黑色页岩具有重要的现实意义。鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段发育的黑色页岩干酪根类型为Ⅰ-Ⅱ1型，TOC含量为5-30％，被认为是中国中部最重要的烃源岩。该套页岩沉积时火山活动、热液活动和浊流作用相互交织，导致其形成机制异常复杂、非均质性特征异常显著。尽管已有丰富的研究，但该套页岩的有机质富集机制，火山、热液和浊流作用与黑色页岩发育的关系还不十分清楚，黑色页岩的非均质性研究也不够深入。因此，本文以8个长7段黑色页岩的野外剖面和姚湾1井长7段黑色页岩岩芯为研究对象，开展了页岩段的沉积岩石学、矿物学、元素地球化学、同位素地球化学和有机地球化学研究。 通过对8个长7段黑色页岩野外剖面的详细观察，结果发现长7段黑色页岩显示出不同程度的风化，同时证实靠近盆地内部的黑色页岩颜色深、厚度厚，而靠近盆地边缘的黑色页岩颜色浅、厚度薄。进一步，铜川淌泥河长72剖面和耀州区柳林川长73剖面详细分层描述显示页岩中含有许多粉砂岩、粉砂质泥岩以及凝灰岩夹层或透镜体，显示较为强烈的非均质性特征。此外，在显微镜下，黑色页岩呈现明暗相间的纹层及少量火山碎屑散布其中的特征。然而，遗憾的是野外剖面的长7段黑色页岩均已风化，其中的主、微量元素和硫元素（黄铁矿风化）等地球化学性质可能已经改变，因此，难以满足深层次的研究需求。 结合发表的延长组古生物学资料和长7段黑色页岩的沉积速率资料，对长72典型黑色页岩段进行了包括沉积岩石学、黄铁矿形态、总有机碳(TOC)和总硫(TS)、黄铁矿化度(DOPT)、主量和微量元素以及黄铁矿硫同位素(δ34Spy)等在内的沉积学、同位素和元素地球化学综合分析。长72典型黑色页岩段的高硫含量、氧化还原敏感元素的富集以及较低的沉积速率，再结合发育有海相具刺疑源类化石和空棘鱼化石，表明该段黑色页岩沉积于受海侵事件影响的湖相环境。岩相学观察表明长72典型黑色页岩段主要由黑色页岩组成，同时其中含有许多浊流作用形成的粉砂岩（粉砂质泥岩）层和火山作用引起的凝灰岩层。U/Th、C-S和Mo-U协变、黄铁矿形态、DOPT和δ34Spy特征，显示长72典型黑色页岩段沉积于受间歇性含氧浊流影响的厌氧-硫化环境。Ni/Al和Cu/Al显示长72典型黑色页岩段沉积时可能具有高-极高的原始生产力，这很可能是由海水或火山灰入湖供应的丰富营养引起。此外，TOC含量与P/Al、Ni/Al、Cu/Al和U/Th共同升高，而Ti/Al相对稳定，表明长72典型黑色页岩段的有机质富集可能与碎屑输入无关，主要是由高的原始生产力和厌氧-硫化的条件控制。最后，TOC vs.P/Al和TOC vs.Ba/Al的协变关系证实高的原始生产力导致了有机质的埋藏和富集，而厌氧-硫化的条件很可能是早期成岩期有机质强烈降解的结果。因此，长72典型黑色页岩段的有机质富集最终可以归因于海水和火山灰入湖引发的较高原始生产力。 通过对长73的三个典型的凝灰岩-黑色页岩段进行岩石学、矿物学和地球化学分析。结果显示紧邻凝灰岩的黑色页岩的风化指数(WIP)减小，碎屑输入指标（Ti/Al和∑REE），氧化还原指标（V/Al、U/Al、Mo/Al）以及生产力指标(TOC、P/Al、Ni/Al、Cu/Al)增加。这表明火山作用很可能造成了陆源风化增强、碎屑输入增加、水体缺氧和生产力勃发等一系列环境效应。同时，这些环境效应被长7期火山喷发类型、凝灰岩与新鲜火山灰营养元素（P/Al和Fe/Al）对比以及长7段黑色页岩内丰富的总硫(TS)等研究所支撑。最后，本文提出了火山作用的假说模型:火山作用释放了大量的SO2，形成大面积酸雨，进而加速了陆源物质风化，提高了入湖的陆源碎屑和营养物质供应或者火山灰分解释放大量营养物质，导致了生物生产力勃发和有机质大量堆积，堆积的有机质进而又引发湖水厌氧，最终造成了长7段黑色页岩的发育。 通过对长7段3个典型的浊积岩-黑色页岩组合段进行沉积岩石学、主量和微量元素以及TOC和TS特征分析，结果表明浊流对黑色页岩发育的影响主要是通过影响原始生产力和氧化还原条件而起作用的，具体是通过引发水体动荡和浑浊，从而导致水体含氧量升高和生物光合作用受到影响（不利于黑色页岩的发育），或者是通过带来丰富的营养物质，提高沉积环境的原始生产力，从而增加水体耗氧量，最终导致沉积环境缺氧（促进黑色页岩发育）。而且这两种机制交替出现。因此，浊流对长7段黑色页岩发育的影响可能要针对不同层位具体分析。 通过对长72典型黑色页岩段和长73的3段凝灰岩-黑色页岩组合进行岩性、矿物组成和元素等方面的非均质性研究，讨论沉积环境和火山活动对黑色页岩非均质性的控制及其油气地质意义。结果表明长7段黑色页岩具有强烈的非均质性，在宏观上表现为凝灰岩（纹）层、粉砂岩（粉砂质泥岩）层以夹层的形式赋存于黑色页岩之内（下），在微观上表现为火山碎屑散布于明暗相间的纹层之中;沉积速率变化对典型黑色页岩段的非均质性贡献不大，但对凝灰岩-黑色页岩组合段黑色页岩的非均质具有强烈的影响;火山灰输入既可能稀释有机质，也可能极大提高环境的原始生产力，从而造成黑色页岩的有机质富集;生产力越高和厌氧程度越强，黑色页岩的TOC愈高。因此，古生产力、氧化还原条件、陆源碎屑输入和火山灰输入的变化是长7段黑色页岩呈现非均质性的主要控制因素，但不同层位可能侧重的因素有所不同。此外，凝灰岩、粉砂岩和粉砂质泥岩的孔隙大、有机质含量低、油/TOC和氯仿沥青‘A/TOC值较高表明页岩产生的页岩油可能已经迁移到了这些邻近的凝灰岩和粉砂岩层中，使它们成为页岩油勘探开发的甜点。 上述研究表明通过系统的开展页岩段的沉积岩石学、矿物学、元素地球化学、同位素地球化学和有机地球化学的研究，有助于揭示黑色页岩的发育机制，页岩不同沉积阶段的主控因素以及页岩非均质性的油气地质意义，也为将来页岩油气的勘探开发提供了重要的基础资料。