近年来,随着鄂尔多斯盆地上古生界勘探开发的向南移动,加强对盆地东南部研究力度是实现鄂尔多斯盆地勘探新突破的一项重要举措。然而,目前针对该地区的研究相对较少,研究程度低,在物源判断、沉积特征研究、砂体展布规律分析、储层物性刻画等诸多方面均存在严重不足,无法确定有利的勘探区域和目的层位,这直接影响着勘探井位的部署和钻探,导致后续的工作无法有效开展。对此,论文在前人研究的基础上,以研究区山西组和下石盒子组为研究层位,通过对钻井岩心、测井以及录井等资料的分析,开展物源分析和沉积体系研究,确定沉积相演化规律和砂体展布特征,为区内储层预测提供沉积学依据。综合运用碎屑组分、岩屑成分、石英标型特征、石英阴极发光、长石类型与含量、重矿物类型及组合等多种沉积学物源分析方法和稀土元素分析等地球化学物源分析方法,认为研究区山西组沉积时期存在三个物源区,分别为研究区西北部物源区、东北部物源区以及南部物源区;下石盒子沉积时期,相比山西组,南部物源向北推进,西北物源几乎不再供给,东北物源供给范围缩小,而南部物源影响范围明显增加。研究区整体上被双物源体系控制,北部为远物源,母岩区为阴山古陆;南部为近物源,母岩区为北秦岭地区。通过钻井岩心对研究区地层的岩性、沉积构造、发育的古生物等相标志及环境相标志进行观察,并结合测录井资料,进行沉积相的单井解释、连井对比和平面相分析,得出结论:研究区山西组、下石盒子组主要发育三角洲沉积体系,包括曲流河和辫状河三角洲体系。从山西组至盒8段,由于南部物源向北推进至几乎整个研究区,因此北部地区沉积环境由湖盆背景下的曲流河三角洲转变成辫状河三角洲,南部地区则一直为辫状河三角洲。曲流河三角洲主要发育四种沉积微相类型,分别是水下分流河道、水下天然堤、分流间湾以及分流河道间;其中,水下分流河道微相最为发育,河道主要发育在山1段的中下部。辫状河三角洲共识别出六种沉积微相,分别是辫状河道、泛滥平原、水下辫状河道、水下辫状河道间以及河口坝。其中,水下辫状河道微相最发育。