天环坳陷的中部是鄂尔多斯盆地下一步油气勘探的一个重点区块,但目前针对该地区的研究程度还比较低,制约了勘探工作的部署。为此,本论文以研究区山1段和盒8段为研究层位,通过野外剖面观察和对岩心、测井以及录井等资料的分析,开展物源分析和沉积特征研究,确定沉积相演化规律,为区内储层预测提供沉积学依据。综合运用砂岩碎屑组成分析、砂岩岩屑组成分析、砾岩岩屑类型分析、重矿物类型及组合分析、石英阴极发光类型分析以及砂体比等多种物源分析方法,认为研究区山1段、盒8段沉积时期存在三个物源区,分别为盆地西北部的阿拉善古陆、盆地北部的阴山古陆以及盆地西南方向祁连–六盘山古陆;山1段、盒8段沉积时期,北部和西北部物源具有良好的继承性,而西南部的物源仅从盒8段沉积时期开始,向研究区供给沉积物。以高分辨率层序地层理论为指导,建立研究区山1段、盒8段的层序地层格架,将山1段、盒8段共划分为3个长期旋回、7个中期旋回及若干短期旋回。以中期旋回为单位,将山1段、盒8段自下而上细分山1~3、山1~2、山1~1、盒8下~2、盒8下~1、盒8上~2以及盒8上~1共7个小层。在泥岩颜色、野外剖面沉积特征、岩心沉积相识别以及层序划分的基础上,进行沉积相的连井对比和平面相分析,认为:从山1段至盒8段,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。山1段共发育4种沉积微相类型,分别是水下分流河道、水下天然堤、分流间湾以及河口坝;其中,水下分流河道和分流间湾最为发育,河道主要发育在山1段的中下部。盒8段共识别出6种沉积微相,分别是辫状河道、泛滥平原、越岸沉积、水下辫状河道、水下辫状河道间以及河口坝。其中,盒8下段以辫状河前缘亚相最为发育,而盒8上段更发育辫状河平原亚相。从盒8下段至盒8上段,河道的规模逐渐减小。研究区内从山1段沉积的早期至晚期,湖泊范围不断扩大,河道的发育规模逐渐减小,至山1段晚期湖泊范围达到最大。盒8段沉积期开始至结束,湖泊范围先缩小后增大。储层最有利的发育层位是盒8下段,其次为盒8上段,山1段较差。