石炭系本溪组是当前鄂尔多斯盆地新的勘探新层系。畔沟砂岩和晋祠砂岩是本溪组规模最大的两套砂体,勘探实践显示畔沟和晋祠两套砂体油气显示十分活跃。其砂体成因不能简单地用早期提出的障壁岛-潟湖沉积体系来解释,也不同于上古生界主力气层的大型浅水三角洲模式。因而对砂体成因及分布规律认识不清,导致了对该新层系天然气成藏规律认识不足,制约了本溪组的油气勘探。上古生界主力气层的山西组-石盒子组为大型河流—三角洲成因的毯式砂体,而本溪组砂体则不然,砂体连片性较差,多呈孤岛状。关于其成因争议较大,多数研究认为本溪组砂体为能量较弱障壁岛-泻湖海岸沉积,少数研究认为是潮控海湾-三角洲沉积体系。基于鄂尔多斯盆地本溪组大量的钻井资料以及岩心和野外露头剖面的沉积构造标志,深入分析了地层层序和沉积体系特征,揭示了该时期的沉积古地理面貌。首先,利用层序界面标识组合分析,认为本溪组为一个完整的三级层序,由低位域体系、海侵体系域和高位体域体系组成。湖田段为本溪组底部的低位体系域,畔沟段大致相当于海侵体系域,晋祠段大致相当于高位体系域。该三级层序划分为2个四级层序,湖田段和畔沟段作为第一个四级层序,而晋祠段则为第二个四级层序。其次,通过观察露头和岩心沉积构造,发现三角洲和潮汐形成的层理构造共存,沉积序列上碎屑岩、煤层和石灰岩共存,这反映了混合沉积作用以及沉积体系的复合作用。沉积体系分析表明本溪组包括潮汐-三角洲复合体系、混积潮坪-陆棚体系、滨海平原聚煤体系和间歇性暴露风化淤化体系,且皆具有陆表海沉积背景。最后,通过钴元素求出的本溪组时期的古水深,最浅为0.83m,最深为77.53m,平均水深24.77m。古潮差计算表明,本溪组潮差位于3.54-9.04m之间,一般为5.53m。这充分说明,本溪组沉积时期海岸处于中-大潮差状态,现存砂体为原三角洲被潮汐反复改造而成对潮汐-三角洲复合砂体。为了研究本溪组环境变化过程,依照海平面变化曲线,绘制了六张不同海平面状态下的岩相古地理图,反映六个时期沉积古环境,依次为低位域沟槽淤化期→海侵早期中物源聚砂期→海侵晚期弱物源混积期→高位早期强物源聚砂期→高位中期弱物源混积期→高位晚期滨海沼泽聚煤期。