摘要：埃迪卡拉纪-寒武纪转折期（E-C）是地球演化历史上的关键阶段，见证了海洋氧化还原条件的剧烈波动、“生命大爆发”、全球碳同位素频繁波动以及富有机质页岩的大量沉积等（Li et al.,2017; Gao et al., 2021）。这套黑色页岩不仅富集了多重金属和非金属矿床（如磷、锰、钼等），还为一大批海相型油气田提供油气来源。近年来，下寒武统黑色页岩被认为是我国非常规天然气勘探的重点层位，具有良好的资源潜力和经济价值(Xiao et al., 2015)。有机质含量是评价非常规油气层的重要指标之一。尽管已有大量研究重建了不同沉积相带下寒武统页岩有机质富集模式，但针对更具勘探潜力的台内盆地环境中有机质富集的主控因素与形成机制，仍缺乏系统与精细的阐释。针对这一科学问题，本研究选取华南中上扬子地区台内盆地12口钻井的488个样品，根据TOC、主微量元素及稀土元素测试，结合随机森林机器学习算法及SHAP解释器，揭示了该时期有机质富集模式及其主控因素，并借助碳同位素质量平衡模型，探讨了有机质埋藏对环境演化的反馈作用。结果表明层Ⅰ（第2阶晚期）的古气候处于相对凉爽、干燥的条件，并在层Ⅱ（第3阶）逐渐向相对温暖、潮湿过渡。层Ⅰ水体的缺氧程度、生产力水平以及水体限制程度明显高于层Ⅱ，但陆源输入强度低于层Ⅱ。机器学习模型识别出“保存条件”为台内盆地的黑色页岩中的有机质富集的最主要控制因素：层Ⅰ受保存条件与生产力共同控制（图1），层Ⅱ则主要受保存条件与陆源输入控制(图2)。层Ⅰ沉积阶段已建立强还原环境，有效抑制有机质分解，同时高生产力促进了有机质大量埋藏；层Ⅱ阶段缺氧环境逐步减弱，你只了有机质的保存，此时生产力水平较低，陆源输入过程中携带的有机质以及粘土矿物对有机质的吸附是有机质富集的主要方式。碳同位素质量平衡模拟进一步表明，该阶段有机碳大规模埋藏是驱动海洋氧化的重要机制，有机碳沉降行为对海洋氧化还原状态具有关键调控作用。本研究不仅深化了对E-C转折期海洋氧化过程的理解，也为下寒武统页岩油气勘探提供了科学依据。
 

机器学习,下寒武统,有机质富集,古环境