运用沉积学、煤田地质学、构造地质学的理论和方法,充分收集和整理钻孔岩心、测井曲线资料,对山东煤田的石炭—二叠系含煤地层进行了系统的成因相组合分析和沉积体系划分。研究表明石炭—二叠系可划分为四个沉积体系:潮坪沉积体系、障壁—泻湖沉积体系、河控浅水三角洲沉积体系和河流—湖泊复沉积体系。研究了晚古生代聚煤盆地的海平面变化,重点研究了本溪组、太原组、山西组、上下石盒子组的海水进退总趋势和盆地演化。最大海侵期在早二叠世早期,到早二叠世太原期末全区开始发生大规模海退,至早二叠世山西期,海水南退于华北盆地南缘,海平面变化的影响区域已大大缩小。通过研究区南北对比分析,太原组下段为研究区太原组中的主要含煤单元,在鲁西全区内发育稳定可采煤层。总趋势是北厚南薄,北部成煤条件好。太原组的上段主要为潮坪沉积体系,其顶部发育不稳定煤层1-2层(在鲁西南为6煤),一般厚度小于0.5m,局部达可采厚度。河控浅水三角洲沉积体系发育于太原组上段和山西组的中下段的高水位体系域。为海陆交替型含煤岩系的最上部地层。从煤聚积的角度来说,上部层段在含煤盆地充填序列中最为重要,它包含着厚度巨大,分布面积最广的主采煤层。山东省鲁西地区在石炭世为稳定的海陆交互含煤碎屑夹碳酸盐沉积。郯庐断裂以东在石炭世没有接受沉积。山东省鲁西地区在二叠世为稳定的内陆盆地砂泥质沉积。郯庐断裂以东在二叠世没有接受沉积。此外,在对古植物、古气候、古地理和古构造的基础上研究了山东地区的控煤因素。华北板块晚古生代煤均为热带雨林气候条件下的产物;古构造运动塑造了华北大型聚煤盆地,并控制了石炭—二叠系的沉积和煤层聚集,形成了海相、过渡相、陆相的沉积体系,成为山东地区和华北最主要的成煤时期。