松辽盆地北部白垩纪青山口组黑色页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复*

王 岚 周海燕 商 斐 周学先

（中国石油勘探开发研究院 北京 100083）

黑色页岩是形成于缺氧—含氧底水环境中的暗色细粒沉积岩，具有独特的沉积特征、生态特征以及地球化学特征（Tyson，2001），其中蕴含着丰富的古湖泊、古环境信息。页岩中有机质的数量和质量与沉积水体深度、盐度、水生或陆源生物加入、区域气候条件、沉积体氧化—还原环境等因素密切相关（张慧芳等，2016），借助多手段恢复页岩沉积环境、探讨成因机制是页岩油气勘探的研究热点。微量元素在迁移沉淀过程中受到沉积介质物理化学条件的影响，因而对于古环境的变化非常敏感（常华进等，2009），是恢复沉积环境的重要手段之一。

松辽盆地青山口组黑色页岩分布范围广，厚度大、有机碳含量高，资源丰富，是盆地重要生油层系。近年来，随着国内陆相含油气盆地致密油、页岩油勘探不断取得进展（杨智等，2019），青山口—嫩江组黑色页岩成为“源内找油”的对象。对比发现青山口组页岩与美国鹰滩（Eagle Ford）页岩的岩性、孔渗条件、有机质丰度和成熟度等地质特征具有相似性，表明其存在良好的页岩油勘探前景（李士超等，2017）。众多学者对青山口组页岩形成期古环境开展过研究：黄清华等（1999）根据孢粉组合特征指出白垩纪存在3次升温事件，导致代表暖湿气候的常绿阔叶林在青山口组极为繁盛。侯读杰等（2003）通过生物标志化合物分析，认为松辽盆地在白垩纪存在缺氧事件和海侵事件，形成青山口组底部有机质丰度高的烃源岩。王璞珺等（1996）通过地质地化综合研究，认为青山口组黑色页岩形成于稳定分层的湖相环境，海水注入是导致水体分层的重要原因之一。吴怀春等（2008）建立茂206井青山口组的“浮动”天文年代标尺，确定了青山口组古湖泊缺氧事件持续时间与全球白垩纪第二次大洋缺氧事件（OAE2）持续时间接近。

本研究利用大量数据进行系统的元素地球化学分析，结合TOC含量变化，详尽分析了青山口组微量元素纵向变化特征及其所表征的古气候、古盐度、古生产力和古氧化还原条件等环境指标的信息，阐述了这些环境指标对富有机质页岩形成的控制作用，进而结合构造、沉积相背景恢复沉积古环境，探讨黑色页岩的成因机制与分布规律，为松辽盆地页岩油勘探提供理论支持。

1 区域地质背景

松辽盆地位于中国大陆东北部，整体呈北北东向展布，盆地面积约26×104km2，是一个具有断拗双重结构的大型复合沉积盆地。基底是晚古生代末—早中生代变质岩及同期岩浆岩，沉积盖层由侏罗系、白垩系、古近系和新近系组成，总厚度可达万米以上。松辽盆地中-浅层可划分6个一级构造带和32个二级构造单元，构造平缓，坳隆相间，大型断裂较少（图1a）。位于盆地中部的中央坳陷区是盆地发展过程中沉降相对占优势的大型负向构造单元，长期为盆地的沉降和沉积中心，是重要的烃源岩区和油气分布区（侯启军等，2009）。青一段黑色页岩在中央坳陷区广泛分布，其中齐家—古龙坳陷厚度最大，约45～130 m，三肇坳陷—朝长地区厚度为55～100 m（图1b）。岩性为黑、灰色泥岩夹油页岩、薄层介形虫灰岩及少量薄层粉砂岩，富含介形类、叶肢介、双壳类等多门类动物化石。青一段黑色页岩有机碳含量平均2.5%，主频分布在1.5%～2.5%之间，氯仿沥青“A”值分布在0.01%～1.75%，平均值0.49%；生烃潜力值分布在0.04～65.33 mg/g，平均值为42.45 mg/g；Ro为0.37%～1.42%，平均0.84%，有机质类型以Ⅰ型、Ⅱ1型为主，综合评价为Ⅰ类生油岩（陈方文等，2014）。

图1 松辽盆地构造分区及青一段黑色页岩厚度图a.松辽盆地构造分区图b.青一段黑色页岩厚度等值线图及采样点位置（图中a.龙虎泡—大安阶地，b.齐家—古龙凹陷，c.中央古隆起，d.三肇凹陷，e.朝阳沟阶地）Fig.1 Structural division of Songliao Basin and black shale thickness of Qingyi section of Qingshankou Formation

2 数据采集和处理

根据前期有机质分布特征和沉积环境研究成果，在龙虎泡阶地、齐家古龙凹陷、中央古隆起区、三肇凹陷和朝阳沟阶地分别选取X83、P53、X11、C73井（图1b），针对青山口组黑色页岩系统采样118块，包含富有机质页岩（TOC＞2%）86块和贫有机质页岩（TOC＜2%）32块。对比两类黑色页岩的元素地化特征，进而研究沉积环境对有机碳富集的控制作用。

总有机碳在石油大学（北京）利用CS-344碳硫分析仪完成。主、微量元素在河北地质调查局区调实验室完成。主量元素利用型号为Axios Max的X射线荧光光谱仪完成，采用碱熔玻璃片法；微量元素利用X SeriseII电感耦合等离子体质谱仪完成，采用酸熔法，系统误差均＜5‰。青一段部分富有机质页岩主量元素测试数据见表1，部分富有机质页岩微量元素测试数据见表2。

表2 青一段部分富有机质页岩微量元素数据表Table 2 Analytical results of trace elements of parts of the organic-matter-rich shale in Qingshankou Formation，Songliao Basin

3 有机碳含量与元素特征

3.1 有机碳含量

岩心观察及录井剖面揭示，青山口组黑色页岩的有机碳含量纵向非均质性较强，高有机碳页岩集中发育在青一段底部。多井统计结果显示青一段底部约30 m的页岩有机碳含量高，介于2%～9.39%，为富有机质页岩，向上有机碳含量逐渐降低。X83井青一段底部2 100～2 133 m为富有机质页岩层段，TOC最高达6.07%，向上部逐渐降低，最低为1.23%；X11井青一段底部1 960～1 989 m为富有机质页岩层段，TOC最高达7.82%，向上部逐渐降低，最低为0.8%。

3.2 主量元素丰度

青山口黑色页岩常量元素测试结果显示（表3），SiO2、Al2O3、TFe2O3含量较高，三者之和可达77.89%，其中SiO2平均56.26%，Al2O3平均16.01%，TFe2O3平均5.62%。K2O、CaO、Na2O、MgO含量较低，平均值分别为3.24%、2.87%、1.91%和2.20%，P2O5、MnO、TiO2的含量均＜1%。与PAAS（后太古宙澳大利亚页岩）相比，青山口组页岩呈现富P2O5，相对贫SiO2、Al2O3的特征，反映青一段黑色页岩发育在生产力较高的富营养湖盆，陆源碎屑补给速度较慢。与贫有机质页岩相比，富有机质页岩呈现富Fe2O3和P2O5，贫SiO2、Al2O3和CaO的特征，反映富有机质页岩形成受到陆源碎屑影响较小，营养元素来源更丰富的特征（表1）。

表1 青一段部分富有机质页岩主量元素数据表Table 1 Analytical results of major elemental components of parts of the organic-matter-rich shale in Qingshankou Formation，Songliao Basin

表3 松辽盆地青山口组页岩与PAAS黑色页岩主量元素数据表Table 3 Analytical results of major elemental components of black shale between Qingshankou Formation and PAAS

3.3 微量元素丰度及其与有机碳含量的相关性

青山口组黑色页岩微量元素测试结果显示，Zn的平均含量为109.85×10-6，Mo的平均含量为7.44×10-6，Pb的平均含量为27.43×10-6，U的平均含量为4.67×10-6，V的平均含量为100.6×10-6，B的平均含量为71.99×10-6。与PAAS（澳大利亚太古代平均页岩）相比，青山口组黑色页岩中Zn、Mo、U、Pb、Ga等微量元素呈显著正异常，而Cr、Ni、B等微量元素相对亏损（图2）。

图2 松辽盆地青山口组黑色页岩微量元素与PAAS微量元素比值关系图Fig.2 The ratio between trace elements of PAAS and black shale in Qingshankou Formation，Songliao Basin

通过青山口组黑色页岩微量元素含量纵向变化可以看出，青山口组底部富有机质页岩段对应的生命元素Cu、Zn、V、Mo、Ni等显示异常高值（图3）。对18种元素与有机碳含量相关性进行计算，Cu、V、Cr、Zn、Ni、Mo等6种元素与有机碳含量具较强的正相关性，相关系数分别达到0.542 5、0.270 1、0.254 8、0.202 7、0.202 3、0.193 8。说明生物勃发造成湖盆生产力的飙升，对微量元素的富集起到了重要的影响。湖盆营养物质越丰富，生物越繁盛，生产力越高，形成的缺氧环境进一步促进Zn、Mo、U、Pb等氧化还原敏感元素的富集。

图3 松辽盆地X83井青山口组黑色页岩微量元素丰度纵向变化特征Fig.3 Vertical distributions of trace elements of Qingshankou Formation black shale of well X83 in Songliao Basin

4 青山口组古环境指标判识别

4.1 古气候

全球范围内古气候的变化对生物爆发和富有机质页岩的形成具有控制作用。温度和湿度控制着水体化学性质，包括盐度、含氧量以及水体分层等水文环境。温热条件下，湖盆中-上部温度较高的水体很难下沉与底层水体混和，同时较高的温度影响了氧在水中的溶解度，因此底层水中氧含量就不会太高（刘占红等，2007）。现代湖泊研究证实适当温度条件下水体下部形成的缺氧环境有利于有机质的保存。

古气候可以通过喜干型元素Sr与喜湿型元素Cu的比值来标定，Sr/Cu比值＜5指示温湿气候，＞10指示干热气候，5～10之间为半湿润气候（刘刚等，2007）。在温暖湿润气候条件下，大气降水增多，地表径流发育，大量赋存在碎屑矿物中的惰性化学成分（如Fe、Ti、Mn、Cr、Ni、等）被冲刷迁移至湖泊，以物理沉降的方式沉淀至湖底，而活性组分（如Ca、K、Na等）多以游离态存在。因此气候指数C=（Fe+Mn+Cr+Ni+V+Co）/（Ca+Mg+Sr+Ba+K+Na）可用来判别古气候，其比值越大代表气候越潮湿，一般＜0.2代表干热气候，＞0.8代表潮湿气候，0.2～0.8区间代表半湿润气候（陈敬安等，1999）。青山口组页岩Sr/Cu比值分布在1～10，平均7.16，气候指数C介于0.27～0.49之间，平均0.34，指示青山口组黑色页岩形成于温暖的半湿润气候。

CaO/（MgO·Al2O3）比值可灵敏地反映内生碳酸盐含量的相对高低，具有指示气温变化的意义，其高值指示温暖时期，低值指示相对寒冷时期。贵州红枫湖于1960～1990年在平均气温15℃条件下，沉积物的CaO/（MgO·Al2O3）值主要分布在0.043～0.104，平均值为0.075（吴丰昌等，1996）。青山口组黑色页岩CaO/（MgO·Al2O3）比值平均0.076，与贵州红枫湖比值接近，表明青山口沉积期年平均气温应不低于15℃。申家年等（1996）将已有的古气候研究成果与现今气候对比，认为白垩纪松辽盆地年平均气温约为14℃～24℃。从植被组合来看，青山口组一段孢粉组合中喜温的裸子类植物花粉和喜湿的蕨类孢子含量大体相当，说明植被种类以针叶林为主，其次为常绿阔叶林，盆地气候应与现代亚热带洼地气候相似，可与今日云贵地区的温湿气候类比。

4.2 古盐度

B含量是适应性最广、久经考验的古盐度指标，水体盐度越高，沉积物吸附的B离子就越多。现代海洋沉积物的B含量均＞80×10-6，海相页岩（大西洋、印度洋）高达100×10-6～160×10-6，现代淡水湖相（洪泽湖、太湖等）沉积物的B含量普遍＜60×10-6（肖荣阁等，1999）。Sr、Ba比值也是判断古盐度的可靠指标之一。Sr比Ba迁移能力强，当湖水不断咸化时，Ba首先以硫酸钡形式沉淀出来，而Sr只有当湖水或海水浓缩到一定程度后才能产生硫酸锶沉淀，因而Sr、Ba比值随盐度增高而增大。Sr/Ba比＜0.6为淡水，0.6～1为微咸水，＞1为咸水（张天福等，2016）（表4）。样品数据显示，青山口组页岩B含量主要分布在20.24×10-6～141.79×10-6，平 均74×10-6，Sr/Ba比值主要分布在0.31～1.79，平均0.8，属于微咸水沉积。

表4 古盐度的微量元素判别标志一览表Table 4 Element discrimination paramenters in paleosalinity

B、Ga比值和Th、U比值也是判别海陆相沉积的重要指相标志。一般B/Ga＜3指示淡水环境，3～4.5之间为半咸水，＞4.5为咸水环境（孙镇城等，1992）。Th/U值＞7为陆相淡水环境，2～7为微咸水—半咸水沉积环境，＜2为海相咸水环境（张文正等，2008）。89个数据显示青山口组页岩B/Ga比值分布在1.17～5.43，平均3.32；Th/U比值介于0.91～5.94，平均2.44，指示了陆相微咸水环境。利用亚当斯公式对青山口组湖盆古盐度进行计算，恢复其古盐度为5‰，深湖区盐度略大，为5‰～10‰，属于陆相微咸水环境，与微量元素判别结果吻合。

前人研究认为，渤海湾盆地、柴达木盆地、江汉盆地、苏北盆地和珠江口盆地等中新生代陆相盆地的优质烃源岩均与咸化湖盆有关（金强等，2008）。也就是说，有机质形成与保存与湖盆水体盐度有一定的关系。青山口组的微咸水环境是富有机质页岩形成的有利条件之一。

4.3 古生产力

有机质的来源是水体中的浮游生物、细菌以及少量的陆源植物碎屑，因此湖盆水体的初级生产力是富有机质页岩形成的基本条件。初级生产力是指浮游生物（主要是浮游植物）在单位时间单位体积内通过光合作用生产有机碳的数量，也即固定能量的速率。Cu、Ni、Mo和Zn作为营养元素以与有机质结合的形式进入到沉积物中，并在有机质腐烂分解后进入到黄铁矿中，这种性质使得它们可以作为有机碳沉降通量和古生产力的指标（邓倩等，2019）。高的Cu、Ni、Mo和Zn含量指示高的有机碳输入，反映湖盆具有较高初级生产力。P作为浮游生物生长的必要元素，可较为直观地反映湖盆水体的营养程度。从X83井古生产力指标纵向变化可见，Cu、Ni、Mo、Zn和P的含量与TOC具有极强的正相关性，表明青一段底部存在两个主要的湖盆生产力高峰期。这两个地史时期虽然短暂，但外部条件使得湖盆中营养物质激增，生物繁盛，光合作用造碳能力最强，生产力最大，高的生产力会造成高密度有机碳沉淀堆积，因而在青山口组底部形成两套富有机质页岩。

胶磷矿是一种由生物和生物化学作用沉积而形成的微晶磷灰石，其中的磷元素来源于藻类和生物的磷质壳体。当湖盆生产力升高，大量的磷元素通过生物壳体埋藏或细菌分解形式保留下来，在成岩过程中形成了胶磷矿（袁伟等，2016）。青山口组富有机质页岩镜下可观察到大量黄棕色或红棕色的胶磷矿，呈生物碎屑外形，零散定向分布或呈纹层状富集（图4a、图4b、图4c）。大量呈纹层状或团块状分布的藻类有机质和生物碎片也表明黑色页岩形成期的水体具有极高的初级生产力（图4d、图4e、图4f）。

图4 青山口组黑色页岩胶磷矿和藻类生物体微观特征a.胶磷矿显黄棕色、红棕色，集合体呈生物碎屑外形，C73-7，青一段，817.1 m，TOC：6.31%；b.胶磷矿呈生物碎屑外形，与粉砂混杂呈细纹层状富集分布，C73-9，青一段，829.8 m，TOC：7.53%；c.胶磷矿团块状聚集，锰矿物充填在生物碎屑内部，C73-10，青一段，835 m，TOC：4.08%；d.黄色荧光藻类体呈纹层状分布，S1-2，青一段，521.9 m，TOC：10.3%；e.黄色荧光藻类体呈团块状分布，S1-5，青一段，540.3 m，TOC：6.12%；f.黄色荧光藻类体与浅褐色生物壳体，S1-5，青一段，540.3 m，TOC：6.12%；Fig.4 Microscopic characteristics of collophanite and algae in black shale of Qingshankou Formation

4.4 古氧化还原条件

Tyson and Pearson（1991）利用盆地分析的手段得出结论：当沉积速率＞35 cm/ka时，有机质的保存不受沉积速率影响；而沉积速率＞5 cm/ka时，有氧环境和无氧环境的有机质保存存在很大差别，缺氧环境TOC的保存是有氧环境的2.5～4倍。Tyson and Pearson（1991）依据底水含氧量将氧化还原程度划分为：氧化（oxic）、贫氧（suboxic）、缺氧（anoxic）、硫化静海（euinxic）。一般认为V、Ni、Cd、Sc、Cr、Co、U等微量元素对环境氧化还原性较为敏感，其丰度和比值可以重构古氧化还原条件。

Hatch and Leventhal（1992）对北美堪萨斯州上宾西法尼亚系黑色页岩的研究表明，高的V/（V+Ni）值（0.84～0.89）反映水体分层强烈、底层水体中出现H2S的强还原环境，中等比值（0.54～0.82）为水体分层不强烈的中等还原环境，即缺氧环境；低值（0.46～0.60）为水体分层弱的贫氧环境。李广之等（2008）认为V/（V+Ni）＜0.5指示氧化环境，＞0.5指示还原环境。Kimura and Watanabe（2001）通过研究前寒武—寒武界线的缺氧事件发现，在强还原条件下，游离态的H2S将V进一步还原为三价态的V，以固态氧化物或者氢氧化物的形式沉淀下来，因此随着水体缺氧程度增加，V/Sc的比值也会增加。缺氧的海洋环境V/Sc比值＞9.1。与V/Sc比值原理相似，V/Cr也是古氧化还原的常用指标之一。V/Cr＜2为氧化环境，2～4.5为中等还原环境，＞4.25时为强还原环境。青山口组黑色页岩V/（V+Ni）比值介于0.44～0.91，平均0.77，V/Sc比值介于4.74～13.5，平均9.36，V/Cr比值介于1.58～2.99，平均2.34。整体看来属于水体分层不强烈的中等还原环境，具备一定的缺氧条件。

控制U的富集就主要有氧的渗透深度以及沉积速率这两个因素。氧的渗透深度越浅，沉积速率越慢，沉积物孔隙水越还原，越有利于U的富集。因此，U的含量可以反映水体的氧化还原条件，含量越高水体越还原（Chaillou et al.，2002）。MnO/TiO2作为判断古水深的指标，可以间接地反映水体氧化还原程度，一般认为比值越大，表明水体越深，还原程度越高（史冀忠等，2018）。从X83井微量元素纵向变化来看，中-下部2 110～2 128 m富有机质黑色页岩中U元素含量平均5.2×10-6，最高可达9×10-6，V/（V+Ni）平均0.76，最高达到0.91，V/Sc平均9.56，最高为12.5，V/Cr平均2.47，最高达到3，表明其成矿期具有较强还原环境。上部贫有机质页岩U元素含量平均4.09×10-6，V/（V+Ni）平均0.71，V/Sc平均7.69，V/Cr平均2.01，MnO/TiO2小于下部富有机质页岩的比值（图5），说明随着湖盆的收缩，水体逐渐变浅，还原环境逐渐遭到破坏，页岩中有机质含量随之降低。

图5 松辽盆地X83井青一段古生产力和氧化还原环境指标分布特征Fig.5 Variation characteristics of paramenters in paleoproductivity and redox condition of well X83 in Songliao Basin

5 青山口组古沉积环境恢复

综上所述，青山口组黑色页岩是古构造、古地理、古气候、古水动力、水介质等多种因素的共同作用的结果，是白垩纪大型陆相湖盆形成黑色页岩的典型实例。

青山口组早期，盆地沉降速率大于沉积物供应速率，湖岸线向盆地边缘方向推进，形成了超大型内陆湖泊，湖水覆盖面积为8.7×104km2。大面积湖水覆盖和海侵必然带来的海洋气候，在该地区形成亚热带低地温暖、湿润型气候。松辽古湖盆沿齐家—古龙形成长条形深水凹陷，在三肇—朝阳沟地区形成一个椭圆形深水凹陷，全盆地以深湖—半深湖为中心的环状相带分布，形成一个向东张开的缺口。这两个深水凹陷长期继承性发育，湖盆下部形成了厚度大且稳定的四季缺氧层。

在温暖潮湿的气候条件下，相对较强的降雨造成湖盆西侧英台水体和北侧水系流域的河流发育，河流携带大量富营养元素的淡水进入湖盆，为湖水表层浮游生物的勃发提供条件。同时海水从东南方向侵入造成湖海沟通，富盐和硫等营养成分持续进入到湖盆中，造成淡水—半咸水环境的甲藻极度繁盛。大量堆积的生物化石表明松辽古湖泊中的水生生物非常发育，除普遍含有介形虫、鱼骨碎片和叶肢介化石外，还富含蓝藻、绿藻、裸藻和半咸水甲藻等浮游生物，表明湖泊营养极为丰富，初级生产力高（冯子辉等，2009）。

浮游生物勃发产生大量有机质，大部分被浮游动物捕食或者被细菌分解，剩余部分通过凝絮作用与黏土矿物形成胶体团块，迅速沉降到湖底。湖盆底部水流不畅，长期处于缺氧的还原条件，大量浮游生物有机质和经过细菌强烈改造的陆生高等植物有机质得以保存下来。研究认为海侵带来的高盐度水体使湖泊产生盐度分层，进一步保持了湖底的强还原环境，对氧化和细菌分解产生抑制作用（冯子辉等，2011），减少了有机质的消耗。同时湖盆浮游生物勃发进一步加剧氧气的消耗，使得深湖—半深湖的有机质的在极度缺氧甚至硫化的环境中得到较好的保存（图6）。

图6 松辽盆地青山口组富有机质黑色页岩成因模式图Fig.6 Genetic patterns of the organic black shale of Qingshankou Formation in Songliao Basin

白垩纪海侵事件对松辽盆地黑色页岩，特别是三肇—朝阳沟一带高TOC的黑色页岩形成提供了有利条件。其一，海水侵入带来了丰富的营养物质，使藻类等浮游生物勃发，极大提高了湖盆生产力，提高了有机质的输入量；其二，青山口组黑色页岩中伽马蜡烷含量较高，表明海水的入侵导致了松辽盆地水体的密度分层，稳定的密度分层造成湖盆底部水体保持强还原环境，进而促进了有机质的保存。前人在生物学、元素地球化学、有机地化等方面找到水体咸化的大量证据。例如：古生物化石中见到半咸水鱼类、半咸水双壳类以及半咸水沟鞭藻组合（高瑞棋等，1992）；黄铁矿的硫同位素变化特征与同期海水的硫同位素变化趋势相吻合（王璞珺等，1995）；萜烷、规则甾烷、4-甲基甾烷、甲藻甾烷、C31甾烷、芳基类异戊二烯烃等生物标志化合物含量高（冯子辉等，2015），均佐证了青山口组的湖海沟通事件。

Wang et al.（2013）通过松科2井3 750 m连续岩心的研究，重建早白垩世全球升温过程中松辽古湖泊的环境演化，认为松辽盆地青山口组时代相当于白垩纪全球缺氧事件的Cenomanian-Turonian期。白垩纪古海洋中曾多次发生的“大洋缺氧事件”（Oceanic Anoxic Events），造成富有机质黑色页岩在各大洋盆地广泛分布。Cenomanian-Turonian期全球海平面上升约200 m，克拉通上水深增加了100～250 m，海水向陆地大幅度侵漫，形成了湖海沟通，青一段富有机质黑色页岩即白垩纪全球缺氧事件在湖泊沉积体系中的响应。白垩纪多期大洋缺氧事件形成的油气资源占全球总量的29%，松辽盆地也在全球缺氧事件影响下形成了面积约5×104km2的黑色页岩，为扶余、高台子和葡萄花3套油层组提供油气来源，形成了盆地80%以上的石油资源，也为页岩油勘探提供有利条件。

6 结 论

（1）主微量元素与有机质含量关系显示，富有机质页岩层段呈现富TFe2O3和P2O5，贫SiO2、Al2O3和CaO的特征，另外Cu、Zn、V、Mo、Ni等营养元素含量异常高且与有机碳含量具有较好的相关性，反映富有机质页岩形成期沉积速率小，陆源碎屑影响较小，湖盆生产力高，有机质输入量大，营养元素来源丰富。

（2）青山口组沉积期为古气温＞15℃的温暖半湿润亚热带气候，水体为陆相微咸水环境，富有机质页岩形成于青一段初期的强还原水体中，大量胶磷矿和藻席表明该时期湖盆生产达到峰值，为高有有机碳的页岩形成提供了有利条件。

（3）松辽古湖盆白垩纪海侵事件对盆地黑色页岩形成提供了有利条件，海水侵入带来了丰富的营养物质，使藻类等浮游生物勃发，极大提高了湖盆生产力，提高了有机质的输入量；海水的入侵导致了湖盆水体的密度分层，稳定的密度分层造成湖盆底部水体保持强还原环境，进而促进了有机质的保存。

（4）松辽盆地山口组在全球缺氧事件影响下形成了面积约5×104km2的黑色页岩，是盆地中生界油藏的重要物质来源，形成了盆地80%以上的石油资源，也为页岩油勘探提供了有利条件。