运用沉积学、层序地层学、煤田地质学等理论和方法，研究了西湖凹陷平北地区平湖组沉积学、地层旋回与煤层发育之间的关系。通过沉积环境分析在研究区平湖组地层中识别出三角洲、障壁-泻湖2种沉积相类型，并讨论了各微相的沉积特征；通过对取芯煤层进行显微组分测定及成煤环境分析，研究认为取芯煤层多为灰黑色—黑色半亮—半暗淡型煤，有机显微组分中以镜质组为主，含有少量壳质组成分。三角洲含煤序列是本区的主要含煤序列，煤层形成于潮湿的下三角洲平原或三角洲前缘低位沼泽，并受到脉动式的海侵影响，表现为煤层硫分含量高且形成煤层的层数多、厚度薄。依据取芯、测井、地震及地球化学等资料，结合前人研究成果，运用小波分析划分平湖组含煤旋回，将平北地区平湖组划分为3个长周期旋回、12个中周期旋回及48个短周期旋回，并建立了研究区中周期旋回内的含煤旋回对比格架。以中周期旋回为单位，结合区域的构造演化，探讨了平湖组古地理演化并建立了沉积相模式。基于对研究区平湖组地层进行含煤旋回划分，运用数学统计方法，确定旋回IIB与IIC为平北地区平湖组煤系发育的优势旋回周期，在此基础上，对旋回IIB及IIC内的短周期旋回进行了沉积演化及聚煤作用研究。研究认为（以旋回IIC为例），旋回IIC三角洲的发展经历了早期建设（IIC1）—废弃（IIC2）—晚期建设（IIC3）阶段。煤层主要发育于三角洲平原及三角洲前缘泥炭沼泽微相，并且在三角洲进积向退积转换时期（三角洲朵体的废弃阶段）最有利于煤层聚集。西湖凹陷平北地区平湖组煤系的发育主要受控于古构造及古地理，并与海平面的变化密切相关。其中，平湖组沉积期发育的同沉积断裂及其形成的坡折带（同沉积构造坡折带）是造成煤层分布差异的主要原因。平湖组三段及一段沉积期同沉积断裂活动性较强，三角洲砂体展布范围广，成煤泥炭沼泽不稳定，形成的煤层分布范围及煤厚相对较小，平湖组二段沉积期构造活动性弱，成煤泥炭沼泽相对稳定，煤层发育范围广且厚度较大。同时，在平湖组断陷活动期，帚状、缓坡平行状和陡坡断阶状三种同沉积构造坡折带类型中，缓坡平行状同沉积构造坡折带最有利于煤层的大面积发育，此外，相对海平面的变化也决定着沉积环境在空间及平面上的展布，控制煤系烃源岩的发育位置及其保存条件。