本文采用沉积学、层序地层学、地球物理等多学科相结合的方法,在野外露头剖面实测、钻孔岩芯观测、测井数据解译、地震资料分析的基础上,进行了沉积体系沉积相的分析。研究区晚古生代发育了四种沉积体系,即大型潮坪沉积体系、障壁—泻湖沉积体系、河控浅水三角洲沉积体系、河流-湖泊复合沉积体系四大沉积体系,划分出30种沉积微相,识别出的8个层序界面,7个层序。根据各层序沉积序列、含煤特征,分析出重点含煤层序为层序1至层序4,最重要的成煤期为层序2海侵体系域、层序3高水位体系域、层序4高水位体系域。重点分析了层序1至层序4沉积期间的岩相古地理特征,运用岩相古地理分析方法、盆地分析与层序地层研究思路方法与技术,分别绘制了各层序的古地理图以及关键成煤期岩相古地理图。研究表明:环渤海湾地区晚古生代受气候、构造、海平面变化等因素的影响,在层序1至层序4沉积期经历了陆表海盆地形成、发展、鼎盛、萎缩和转化的全过程,岩相古地理格局也发生了相应变化。层序1沉积期,整个研究区是以残积相、台地相(碳酸盐岩沉积)、障壁—泻湖沉积体系沉积为主。层序2沉积期,主要以碳酸盐岩沉积、潮坪沉积体系为主,北部边缘为河控浅水三角洲沉积体系。层序3沉积期,主要以潮坪沉积体系、障壁—泻湖沉积为主,部分地区发育台地相沉积。层序4沉积期,以发育三角洲沉积体系为主,区内水动力条件以河流作用和潮汐作用为主。层序2海侵体系域主要发育以台地相与潮坪沉积体系;层序3高水位体系域主要以障壁-泻湖沉积体系、潮坪沉积体系为主,局部发育台地相、河控浅水三角洲沉积体系;层序4高水位体系域以河控浅水三角洲沉积体系为主,主要三角洲平原亚相,也发育水下三角洲平原相,前三角洲相不甚发育。总之,晚古生代环渤海湾地区华北巨型聚煤盆地的重要组成部分,层序1至层序4沉积期经历了从障壁-泻湖沉积体系过渡至大型潮坪沉积体系,之后至三角洲、河流沉积体系的演化讨程。