含碳酸盐细粒沉积岩是指所含碳酸盐物质占到总成分20~25%以上的,主要由粒径小于62.5μm的颗粒组成的岩石。含碳酸盐细粒沉积岩广泛分布在中国断陷湖盆内,是赋存页岩油的重要载体。但其成分复杂且来源多元,缺乏统一分类方案和生储评价的系统研究,因此针对该类沉积岩的沉积学和石油地质学研究具有科学和勘探生产的双重意义。论文主要选取渤海湾盆地束鹿凹陷和东营凹陷沙四上-沙三下亚段富方解石细粒沉积岩和江汉盆地潜江凹陷潜江组富白云石细粒沉积岩为研究对象,开展其沉积特征、成因和油气富集规律的系统分析。含碳酸盐细粒沉积岩组成物质主要包括方解石、白云石、石英、长石、黏土矿物、黄铁矿、蒸发盐类矿物和有机质等,物质来源包括陆源输入和盆内自生两大类。盆内生物活动和有机质演化过程对矿物形成具有重要影响,其中自生碳酸盐物质主要通过有机-无机关联反应生成。根据细粒沉积岩的物质组成,以碳酸盐矿物、黏土矿物、长英质矿物和盐类矿物为四端元建立岩性分类方案。同时以有机质含量1%和2%为界划分低、中和高有机质,并根据层厚度与组合关系建立描述依据,从而建立岩相分类方案。在物质成分与沉积特征表征基础之上,强调岩相之间的组合关系和成因与环境因素,首次建立针对含碳酸盐细粒沉积岩的岩相组合划分方案。通过对各岩相组合的有机质丰度、类型与成熟度的评价,结合沉积环境分析,确定有机质富集因素包括有机质来源、水体盐度和氧化还原条件。以有机-无机关联反应为主要物质形成机制的岩相组合其有机质类型以内源为主,TOC含量高,有机质富集条件好,生烃潜力大。含碳酸盐细粒沉积岩主要储集空间类型包括颗粒间孔、颗粒内孔、有机质孔和裂缝。其中碳酸盐矿物晶间孔多充注烃类物质,是有效的烃类存储空间。通过对各盆地进行对比分析,提出页岩油藏的成藏要素包括优质烃源岩、有效储层和有效烃类运移通道,并受沉积环境和矿物、岩相的形成机制影响。利用基于沉积成因的细粒沉积岩划分方案,可以更精准的确认页岩油分布规律。