目前已发现的油页岩成因多数为湖相成因，其次为海陆交互相、浅海陆棚—泻湖相成因。我国油页岩主要形成于坳陷深水湖盆、断陷浅水湖盆、断陷沼泽湖盆和泻湖4种沉积环境，其成矿特征总结如下:
(一)坳陷深水湖盆油页岩成矿
据目前的资料，世界上绝大多数湖相油页岩都形成于深湖或大型永久湖之中。例如，绿河组的Tipton段和Laney段油页岩(Bradley和Eugster，1969;Fischer和Roberls，1991)。我国准噶尔盆地南部上二叠统油页岩和松辽盆地白垩系青山口组一段和嫩江组一、二段油页岩属于典型的深湖相成因。
松辽盆地油页岩主要发育在白垩系青山口组一段和嫩江组二段，为松辽盆地坳陷期。青山口组一段和嫩江组二段发育的厚层黑色油页岩与松辽盆地基准面变化曲线中两次最大湖侵对应，显示出油页岩为盆地两次最大湖泛期的产物(图2－6)。准噶尔盆地南部博格达山油页岩发育在二叠系芦草沟组，为博格达山深坳陷期。当时气候温暖潮湿，植物繁盛，水生生物极为发育，有机质丰富，在半深湖—深湖沉积环境中，沉积了厚度巨大的油页岩层。水进体系域半深湖沉积中，芦草沟组二段在妖魔山含矿区发育了8层油页岩，每一层油页岩的沉积代表着不同程度的湖侵。高水位体系域深湖沉积中，芦草沟组三段、四段沉积了巨厚的油页岩。
根据坳陷深水型湖盆油页岩沉积特征，在陆相层序地层四分体系域的基础上(刘招君，2002)，研究了坳陷深水型湖盆油页岩成矿规律。坳陷湖盆中，油页岩主要发育在水进体系域(TST)和高水位体系域(HST)中。水进体系域(TST)形成在连续湖侵造成的湖平面上升期，由首次湖泛面与最大湖泛面所限定，具有水进型(扇)三角洲—湖泊沉积体系和退积型准层序组结构特征，也可发育水下重力流沉积。高水位体系域(HST)形成于湖平面相对静止的高水位期，以最大湖泛面为底界，以湖退下超面或层序界面为顶界。由于湖平面和湖岸线不随时间发生大的变化，而形成典型的加积型准层序组叠加形式。高水位体系域具有(扇)三角洲—湖泊沉积体系。厚层暗色泥岩与油页岩是水进体系域和高水位体系域的主要沉积物。这两个时期，湖盆可容空间的增大速率大于碎屑物质的供给量，为湖盆欠补偿阶段，沉积物的粒度很细，形成油页岩和暗色泥岩。在陆相层序地层学研究中又将其称为凝缩层，并且在整个湖侵过程中发育多套凝缩层。油页岩发育于湖侵旋回的开始，其底界面为每次的较大湖泛面。
图2-6 松辽盆地白垩纪基准面变化综合图 （据刘招君，2002）
(二)断陷浅水湖盆油页岩成矿
新生代时期，我国发育了大量的小型断陷盆地。桦甸盆地为典型的断陷浅水含油页岩盆地，其油页岩发育在古近系的桦甸组。低水位体系域沉积了干燥气候条件下形成的绿色和紫红色岩系，上部见薄层石膏，下部见黄铁矿。在纵向上，见小型进积准层序组结构。水进体系域岩性以深灰色、灰黑色泥岩、油页岩为主，夹薄层灰色—深灰色粉、细砂岩，发育水平层理和块状层理。湖盆区以浅湖相—半深湖沉积为主，在湖盆边缘区为水进型(扇)三角洲沉积体系。另外，在桦甸盆地水进体系域还发育水下重力流沉积。高水位体系域形成于湖泊水体相对静止的高水位期，发育了8层油页岩，叠加方式为典型加积型准层序组叠加结构，整个盆地油页岩都很发育，且分布非常稳定。水退体系域形成于高水位期后沉积物供给速率大于湖平面上升速率时的相对湖平面缓慢下降期。桦甸盆地在沉积油页岩之后，湖岸线不断向盆地中心迁移，盆地范围迅速缩小，形成了进积型准层序组叠加结构，沉积物粒度向上变粗，砂岩成分增多，且出现煤层，构成了典型的湖退型(扇)三角洲—沼泽沉积体系(图2－7)。
图2－7桦甸油页岩含矿区桦甸组沉积层序图
(三)断陷沼泽湖盆油页岩成矿
我国断陷湖相沼泽油页岩比较发育，抚顺、渤海湾、钦县、依兰—伊通等盆地中的油页岩都与煤共生。抚顺盆地是我国重要的煤炭和油页岩工业基地，始新统自下而上发育的古城子组巨厚煤层(平均真厚39.0m)、计军屯组巨厚褐色油页岩层(平均真厚88.0m)、西露天组绿色泥页岩层(平均真厚345.0m)。计军屯组时期，盆地基底减速沉降，整个抚顺断陷带内水体广布，成矿的植物种类多种多样，湖泊中形成了厚达200m的油页岩，局部夹异地成因的薄煤层，其沉积环境为湖沼相(图2－8)。
图2－8抚顺盆地古近系油页岩地层沉积特征图
根据断陷湖相沼泽油页岩沉积特征，结合其他断陷沼泽湖盆油页岩的发育特征，研究了断陷沼泽湖盆油页岩成矿规律。断陷沼泽湖盆油页岩成矿的特点是油页岩不仅发育于水进体系域和高水位体系域中，而且与煤共生。油页岩与煤共生主要取决于含油页岩盆地的沉积环境，包括湖盆沉积时的古构造、古气候、湖平面变化、物源等多方面的因素。油页岩与煤共生不是简单的相变关系，因为目前在已经发现的油页岩与煤共生的盆地实例中，油页岩与煤不存在横向上的相变关系。油页岩的干酪根类型一般为腐泥型和腐殖－腐泥型，而煤的干酪根类型一般为腐殖型和腐泥－腐殖型。两者成因有很大的区别，油页岩的母质一般为来自湖泊环境水下的孢子和一些低等浮游类生物缺氧条件下分解和聚合的产物，而煤的母质一般为有氧条件下沼泽环境的陆生高等植物。可以说，适合油页岩形成的环境并不适合煤的形成，而适合煤的形成环境也不适合油页岩的形成。油页岩与煤不存在简单的相变，从油页岩到煤沉积，两者形成环境不仅仅是水体的简单变化，而是整个湖盆的古构造、古气候、湖平面、物源等都发生了很大的变化。煤沉积时期，其分布范围往往覆盖整个湖盆。
断陷沼泽湖盆中油页岩与煤交替发育主要存在于水进体系域中，油页岩主要发育在每次湖侵的开始，这时水体较深，而煤往往发育在每次湖侵后的水体变浅的阶段。在低水位体系域中，缓坡一侧发育小型三角洲，陡坡一侧形成扇三角洲，在低凹处形成浅水湖泊。水进体系域(TST)形成在基准面快速上升期，由首次湖泛面与最大湖泛面所限定。此时，一般构造沉降速率大于沉积物供给速率，使容纳空间增大，湖岸线向陆地方向推进，形成典型的退积型叠加方式。每一次较大湖侵形成一套油页岩沉积，湖侵之后，则发育一套煤的沉积。高水位体系域(HST)形成在基准面上升到最大值时期的缓慢转换阶段，以最大湖泛面为底界，以水退下超面为顶界。由于湖平面和湖岸线不随时间发生大的变化，而形成加积式准层序组的叠加方式。该体系域中，主要发育暗色泥岩和油页岩。计军屯组巨厚油页岩就是该阶段的产物。水退体系域(RST)形成于基准面在其最大值附近由最大值向最小值运动转换时期的后期和下降的开始时期，通常以下超面为底界，以层序界面为顶界，是沉积物供给速率大于构造沉降速率时期的产物。由于沉积物楔状体不断向盆地中心推进，湖岸线不断向盆地中心迁移，形成进积式准层序组叠加方式。缓坡一侧发育水进型三角洲沉积体系，陡坡一侧发育水进型扇三角洲沉积体系。
(四)泻湖油页岩成矿
泻湖是为海岸所限制、被障壁岛所遮拦的浅水盆地。它以水道与广海相通或与广海呈半隔绝状态。泻湖中波浪作用较弱，其环境相应地变得安静、低能，沉积物以细粒陆源物质和化学沉积物质为主。障壁岛的遮拦，泻湖水体的蒸发、淡水的注入等，都将使泻湖的含盐度高于或低于正常海水，这是泻湖环境的一个重要特点。盐度的变化引起了生物群的变异，与正常盐度的海洋相比，泻湖中生物群的种类和数量都急剧减少，且个体小，壳变薄，以广盐性生物最发育，这是泻湖环境的又一重要特点。
泻湖为低能环境，因此往往缺乏大量陆源碎屑物质的供给，而有利于发生生物及化学沉积作用，并且沉积速率比较低。因而，导致沉积的有机质在水—沉积物界面上能被细菌充分作用而转化再生为营养物质，由于水浅又极易被搅起而重新进入水中。同时，湖水的碱性影响碳循环以及磷和其他营养元素的溶解，因此，碱性湖有利于形成高生产力。在封闭型的湖盆中，高碱性的超咸水湖生物群分异度低而丰度可能极高，产出大量的蓝绿藻和细菌(Kelts，1988)。有机质在生产、沉积之后，便是埋藏、保存的问题。高生产力的事件性沉积可以在底层水缺氧环境中保存有机质，并且稳定的底层缺氧环境对保存最有利(Deges和Stoffers，1976)。盐度分层比较稳定，能够造成底层水长期缺氧而有利于有机质的埋葬、保存。泻湖环境主要受气候条件控制，气候的干旱、潮湿以及季节性变化都会影响泻湖的沉积环境。湖泊的水文状况主要取决于淡水、咸水的补给量以及蒸发速率。雨水充足则形成淡水—半咸水，形成稳定的水体盐度分层。因此，泻湖环境不仅具有较高的生产力，并且具有保存有机质的条件。
目前，我国西藏羌塘盆地通波日和毕洛措地区发现了泻湖油页岩。这两个地区的油页岩主要发育在中侏罗统的夏里组。毕洛措油页岩位于夏里组中部和下部，上部为暗色泥岩夹泥灰岩段;中部为油页岩夹薄层泥灰岩段;下部为灰白色中薄层状石膏层夹少量灰色泥灰岩和深灰色油页岩段。通波日油页岩赋存于夏里组下部，含油页岩系为黑色灰岩夹石膏层、油页岩、泥质页岩、灰色泥灰岩和砂岩。两个地区都表现为一套浅海亚相—泻湖亚相沉积特征(图2－9)。
图2－9羌塘盆地中侏罗统的夏里组沉积特征图
通过典型地区泻湖油页岩成矿规律研究，泻湖低水位时期主要为一套膏盐沉积;水进体系域时期，水体不断向陆地扩张，则主要沉积了一套潮坪沉积;高水位时期，形成了有利于油页岩发育的有机质生产和保存条件，主要为油页岩与石膏的沉积互层的泻湖沉积。水退时期，则主要发育一套潮坪沉积。
我国油页岩主要为陆相湖盆成矿，主要赋存在坳陷深水、断陷浅水、断陷湖沼和陆棚泻湖4种湖盆中。以坳陷深水湖泊型和断陷浅水湖泊型为主。