中国海陆过渡相页岩气资源潜力大，是页岩气增储上产的重要接替领域，但海陆过渡相页岩沉积环境变化频繁，页岩、煤、砂岩以及石灰岩等岩性频繁互层，目前海陆过渡相页岩气勘探地质评价还处在初期阶段，有利页岩岩性组合及储层特征有待深入研究。为此，以鄂尔多斯盆地东南缘大吉区块下二叠统山西组二段三亚段（以下简称山2~3亚段）海陆过渡相页岩为研究对象，通过钻井岩心和野外露头观察，结合测井响应特征，划分了岩性组合类型，并基于扫描电镜、聚焦离子束扫描、气体吸附、高压压汞等实验技术手段，厘清了不同岩性组合页岩储层特征，明确了有利岩性组合类型和页岩气勘探意义。研究结果表明：（1）研究区山2~3亚段可划分为纯页岩型（S型）、富粉砂页岩型（SS型）、富砂页岩型（SSS型）以及富煤页岩型（CSS型）4种岩性组合类型；（2） S型组合页岩储层物性最优，总有机碳含量为6.87%，腐泥组含量可达50%，有机质类型兼具Ⅱ2型和Ⅲ型，含气性高，富含石英等脆性矿物，表现出“甜而脆”的特征；（3） S型组合页岩储集空间为有机孔+微裂缝，有机孔孔径介于10～300 nm，呈圆形或椭圆形；（4）山2~3亚段其余岩性组合页岩有机质类型为Ⅲ型，富含黏土矿物，有机孔发育程度低，微裂缝贡献对总孔隙体积最高为32%；（5） S型组合受海湾环境控制，海源与陆源的“双源”有机质以及非陆源石英等脆性矿物富集显著改善储层品质。结论认为，S型组合页岩具备连续型有效配置的烃源岩、储集层和聚集、保存的基础地质条件，且勘探开发实践已证实S型组合页岩是页岩气勘探开发的“黄金靶体”，并为下一步该区海陆过渡相页岩气的勘探指明了方向。