通过对神木地区2条露头剖面及34口钻井岩心的详细观测、90余口油气钻井资料的综合研究,利用岩性、古生物及测井标志,将上石炭统识划分为四个小层,即铁铝岩段、畔沟段,晋祠段和下煤组段。在成分岩性、沉积结构、沉积构造、古生物、沉积地球化学和测井资料分析基础上,在研究区上石炭统识别出了碳酸盐潮坪、障壁砂坝-泻湖潮坪、浅水三角洲与河流4种沉积相、9种亚相和18种微相类型,总结了各沉积相的特征。上石炭统形成于受限陆表海沉积背景,结合区域沉积背景及物源条件,分析了各个层段沉积期的沉积体系展布规律,建立了沉积模式。本溪划为以泻湖潮坪沉积为主的碳酸盐潮坪—障壁砂坝-泻湖潮坪—浅水三角洲共存的格局；晋祠划河流—浅水三角洲体系大范围向盆地内部迁移,形成了河流—浅水三角洲—障壁砂坝-泻湖潮坪共存的景观。晚石炭世末期,研究区以泻湖—潮坪为主,泥炭沼泽发育,形成区域稳定、分布广的8、9#煤层。上石炭统砂体类型主要为障壁砂坝及潮道砂体、水下分流河道及分流河道砂体；砂体展布主要受控于沉积环境,沉积物供给、区域海平面升降、盆地北缘活动等因素。该论文有图73幅,表12个,参考文献100余篇。