晚奥陶世—早志留世是地质历史上一段特殊时期,期间地表环境异常多变,气候变冷引起全球性冰川活跃,同时海平面频繁波动,也造成海洋生物生存空间改变并产生生物危机,更促进了全球黑色页岩的广泛发育,以及局部地区频繁的火山活动等,一系列地质事件集中在这时期发生,使奥陶纪-志留纪之交的古环境尤其复杂。四川盆地内的上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩是研究我国华南扬子地区晚奥陶世-早志留世古沉积环境演化的有利层位,该套地层不仅跨越奥陶纪-志留纪界线,且含有较完整的生物笔石化石带,可与全球的晚奥陶世-早志留世剖面相对比,对准确的反映奥陶纪—志留纪之交的海洋、生物和大气环境之间的演化关系提供依据。此外,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩不仅分布广泛,厚度大,且有机质丰度高,也是我国南方页岩气勘探开发的重点层系,并已获得工业气流,受到了国内外学者们的广泛关注。研究四川盆地内上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组地层的古沉积环境特征,有助于解决黑色页岩中的有机质富集机制问题,并进一步为我国页岩油气资源的勘探开发和预测,提供宝贵的借鉴意见。本文选取了四川盆地东南缘三条出露良好,地层连续的五峰组—龙马溪组剖面,并通过钻井采样分析,结合有机地球化学（碳、氮、硫元素分析）,元素地球化学（主量、微量元素）和稳定同位素地球化学（碳、氮同位素）等分析测试手段,详细分析了四川盆地晚奥陶世-早志留世期间,五峰组—龙马溪组黑色页岩沉积期的古海洋环境,包括海水氧化还原条件、海洋初级生产力水平、海平面波动变化、陆源碎屑注入条件和水体滞留程度等因素。在此基础上,区分了五峰组和龙马溪组两套页岩的沉积发育模式和有机质富集机制的差异,探讨了四川盆地奥陶纪—志留纪之交海洋-生物-大气的碳、氮循环过程,并反演古气候和环境之间的关系,研究取得了以下方面认识:（1）四川盆地五峰组-龙马溪组沉积期的水体氧化还原条件以缺氧还原为主,但也伴随着间歇性的氧化条件,主要集中在五峰组底部、龙马溪组中上部和观音桥段,五峰组上段和龙马溪组下段的水体环境均为厌氧还原状态。（2）晚奥陶世-早志留世的海洋具有较高的初级生产力,并为五峰组-龙马溪组页岩的发育提供了充足的有机质来源。（3）海水的氧化还原条件是控制五峰组-龙马溪组页岩有机质富集的关键因素是,有机质富集模式属于“保存模式”而非“生产力模式”。（4）五峰组早期海水为中等-弱滞留之后转变为强烈滞留还原环境,龙马溪组沉积期则为中等滞留半局限环境。（5）四川盆地晚奥陶世-早志留世的有机碳同位素(δ¹³C_org)、氮同位素(δ¹⁵N)均出现正偏异常现象。引起碳同位素(δ¹³C_org)正向漂移的主要原因可能是黑色页岩的广泛发育以及有机质大量埋藏,属于“埋藏机制”。而长期缺氧还原条件下的反硝化作用增强则是造成氮同位素(δ¹⁵N)正漂的主要因素。