宁夏南部山区是全国水资源最贫乏的地区之一，由于淡水资源的短缺，该地区经济发展缓慢，群众生活水平低下。淡水资源奇缺的原因之一是该地区广泛分布第三系地层，其中含有大量易溶盐，且地层中泥质成分含量多。本文以宁南地区西吉县为例，探讨第三系地层对当地地下水的影响作用。本文首先利用地层学和古地理学原理与方法，研究西吉县第三纪沉积环境演化过程，绘制不同时期沉积岩相图。第三纪大部分时间，西吉处于内陆湖盆状态，气候干旱，大量盐份浓缩沉积在湖底被保存下来，使得该地层中地下水水质变坏。其次，借助MapInfo、ArcView GIS和FEFLOW软件，利用以往钻孔资料，研究了第三系地层的分布范围、厚度等特征，并建立了地层空间结构模型。西吉境内，红柳沟组地层几乎遍布全境，干河沟组地层只分布在月亮山西麓；清水营组地层厚度最大，平均400m，寺口子组地层厚度最小。另外，运用地质、水文地质和水文地球化学等综合方法，研究了该地区地下水特征；运用多元统计方法，分析了第三系地下水中各指标之间、样品与指标之间的相关关系；定性的分析了第三系地层对地下水水质的影响作用。由于第三系清水营寺口子组地层中易溶盐含量高，经过淋滤，大量盐份进入地下水中，“污染”了地下水；该类地下水以补给的方式，混合到第四系砂砾石承压水中使其水质变差。最后，对开发利用当地地下水提出了建议。