鄂尔多斯盆地上古生界蕴藏着丰富的天然气资源,经过40余年的勘探开发,盆地北部在主力含气层段山西组山1段、石盒子组盒8段已取得了较大的进展,而盆地南部尚无重大突破,主要的制约之一是对盆地南部物源及沉积充填格局认识不足。本研究在盆地周缘野外剖面详查及盆内岩心观察的基础上,结合测井解释资料,通过古流向实测、重矿物组合特征分析、镜下薄片砂岩组分、岩屑特征观察及平面展布规律等方法,明确盆地南部山1段、盒8段物源方向及物源区位置,以及物源对沉积相序组合、沉积相及砂体发育时空展布的控制与影响。研究发现,山1段与盒8段在古流向、重矿物、矿物碎屑和岩屑成分特征及平面展布规律等方面都存在较高的相似性,揭示了山1期、盒8期物源与沉积格局并未发生大的变化,具有较好的继承性。但从山1到盒8期,盆地周缘造山带为盆地南部提供的充填物质逐渐增多;盆地西南部与东南部沉积物特征存在一定的差异。物源研究发现,研究区主要受西南与东南两大物源方向控制,北部物源影响范围较为局限,西南部物源主要来自西南方向秦-祁造山带,东南部物源主要来自东南方向的北秦岭造山带。根据盆地周缘野外露头剖面层序地层分析、盆内连井剖面相序组合特征,山1段-盒8_下段-盒8_上段,显示出从高水位体系域-低水位体系域-水进体系域的变化过程,局部地区显示盒8_上顶部发育高水位体系域;早期以加积-进积为主,中期进积最为发育,晚期逐渐转变为退积型准层序组。表明盆地南部沉积地层充填过程中,山1期由早到晚沉积充填作用逐渐增强,盒8_下沉积期充填作用最为强烈,物源供给充足,盒8_上沉积物的粒度明显较下部细,充填作用逐渐减弱,整个阶段表现出湖水由深变浅再加深的演变过程。根据盆地周缘野外露头剖面、盆内岩心的相标志特征及测井相分析,结合区域沉积背景认为,盆地南部山1期为曲流河三角洲环境,盒8期为辫状河三角洲环境。受控于物源供给方向与沉积相带展布,山1段与盒8段砂体的平面分布均表现为西南-北东向、东南-北西向,东南部砂体较西南部更为发育。其中,山西组山1³小层砂体发育较为局限,山1^1-2砂体范围逐渐扩大;石盒子组盒8段砂体分布最为广泛,砂体厚度明显比山1段砂体大,也印证了盒8段物源供给较为充足。该研究认识与结论,将对鄂尔多斯盆地南部天然气的勘探开发部署提供重要科学依据和资料支撑。