随着近年来,对鄂尔多斯盆地油气勘探的不断深入,发现盆地西缘地区石炭系羊虎沟组具备一定的勘探潜力,但对其物源及沉积特征方面认识不足。本学位论文以鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组作为研究对象,沉积学、石油地质学等多学科作为理论指导,充分运用区域地质资料,结合野外地质剖面、钻井岩心以及地化数据等资料,基于前人研究成果,对研究区羊虎沟组地层发育特征、物源及沉积特征等方面进行系统研究,并取得了以下成果及认识:通过野外地质剖面观察及测井资料分析,得出研究区羊虎沟组与奥陶系或更老地层呈不整合接触,或与下伏靖远组呈整合接触;与上覆太原组呈连续沉积。其地层厚度具有西厚东薄的沉积特征,中部吴忠地区沉降速度快,地层厚度大,为羊虎沟时期的沉积中心。综合运用古水流、碎屑组分、岩屑组分、重矿物组合、石英阴极发光、主微量判别图解及稀土配分模式,得出研究区羊虎沟组存在南北两大物源体系,受北、西南、南部三个物源方向控制,并于吴忠-马家滩一带汇合。物源主要来自大陆上地壳长英质岩石,其中北部物源区为再旋回造山区,母岩以阿拉善古陆的浅变质岩和少量火山岩为主;南部物源区主要为再旋回造山带区和稳定陆块区,母岩主要为祁连-北秦岭造山带的中浅变质岩,其次为碳酸盐岩以及火山岩。源区构造背景以被动大陆边缘为主,但南北物源区有所差异。运用野外地质剖面、钻井岩心等资料,通过对沉积学标志、测井相标志、古生物标志、地球化学标志分析,得出羊虎沟组趋向温和湿润、微咸水、弱氧化-还原的沉积环境,并划分出陆棚相、障壁海岸相、潮控三角洲3种沉积体系类型,可细分为潮控三角洲前缘、障壁岛、潮坪、泻湖、潮汐三角洲、陆源碎屑陆棚、混积陆棚7种沉积亚相。同时在物源分析基础上研究羊虎沟组平面展布规律,建立其沉积模式。