早古生代作为中国大陆地史时期的最大海侵期,碳酸盐岩发育,以此为代表的鄂尔多斯盆地马家沟组地层经历了长期的风化剥蚀和淡水淋滤,形成了特殊的岩溶地貌及储层。然而近来的深入研究越来越有悖于已有的认识,这些偏差来源于对古岩溶形成机理理解上的“误差”,重新审视鄂尔多斯盆地准平原化进程,岩溶发育过程及伴随的成岩场演化导致的孔隙发育、充填机理,才能突破原有的古岩溶储层认识,对风化壳的形成过程,岩溶发育过程及孔隙演化与保存机理认识,乃至华北地台加里东期缺失记录的认识具有重要的启示意义。本文在岩心观察,测井数据统计的基础上,结合铸体薄片镜下观察,阴极发光,C-O同位素等多种分析手段,对鄂尔多斯盆地成岩作用、岩溶夷平特征,成岩进程及孔隙充填特征及规律进行深入探讨:（1）研究区成岩环境多变,主要经历了近地表成岩环境、浅埋藏环境、表生成岩环境和深埋藏成岩环境,伴随有不同性质的成岩流体与成岩作用,总体可以划分为准同生阶段、近地表浅埋藏成岩阶段、表生大气淡水成岩阶段、浅埋藏成岩阶段、深埋藏成岩阶段。岩溶储层岩石学特征和地化数据说明膏模孔在准同生期即形成,间歇性的暴露造成渗流粉砂早期充填,并建立鄂尔多斯盆地成岩演化序列。（2）结合成岩作用将岩溶划分为Ⅰ期准同生层间岩溶,Ⅱ期表生岩溶,Ⅲ期浅埋藏岩溶,Ⅳ期深埋藏岩溶。依据测井曲线在不同岩溶带的反映,将岩溶带划分为残积带、地表溶蚀带,三期垂直渗流带与水平径流带组合、深部缓流带。鄂尔多斯盆地地质背景以及岩溶特征说明鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶地貌的形成是准平原化夷平过程,风化壳的形成是受夷平面控制的,传统意义上的岩溶循环实际上是双层夷平面的岩溶底板底蚀过程造成的。以潜水面作为双层夷平面的底板,可将盆地中奥陶-早石炭世夷平面划分为3期,其厚度和深度稳定,在横向和纵向上展布均具有规律,反映了夷平面对岩溶与古地貌的整体控制作用,并对鄂尔多斯盆地加里东期准平原化和岩溶夷平进程以模式图加以概述。（3）鄂尔多斯盆地岩溶储层储集空间以膏模孔为主,主要有渗流粉砂、方解石、石英、铁质白云石等充填物,主要的矿物组合形式有白云岩粉砂半充填,白云岩粉砂+方解石,白云岩粉砂+石英,白云岩粉砂+石英+方解石全充填、白云岩粉砂+铁白云石,白云岩粉砂+黏土矿物,其中方解石对孔隙充填程度最为强烈。马五₁₊₂段岩溶台地孔隙方解石充填程度较弱,马五₃₊₄全盆充填程度较强。风化壳不同的地貌和层位上孔隙充填物组合是有规律的差异,这种在时空上分布的规律实际上是受成岩场转化的作用,由此结合鄂尔多斯盆地奥陶系成岩环境和演化,宏观上岩溶夷平特征,微观上马五_1-4各期膏模孔充填物平面分布特征,明确了成岩场与孔隙演化过程。（4）古地貌决定了整体储层的平面展布,而岩溶夷平作用通过改变成岩环境,使得岩溶小层具有不同的孔隙效应,造成平面展布上孔隙充填的不均一性。基于岩溶夷平作用、成岩场演化特征、孔隙形成与充填过程的认识,对鄂尔多斯盆地奥陶系岩溶储层有利分布区进行了预测。