近期，鄂尔多斯盆地西南缘陇东地区二叠系太原组铝土岩系天然气勘探获重大突破，开辟了盆地找气新领域。为系统探究铝土岩这一新的储层类型，基于岩心观察、测井、地震、岩石薄片、X射线衍射全岩分析、扫描电镜—能谱、高压压汞、低温氮气吸附等实验方法，详细研究了铝土岩系储层岩石学特征和孔隙结构特征，进而阐述了盆地铝土岩系储层的勘探意义。结果表明：1)岩性垂向上具有三段式的结构特征，上部和下部以铝土质泥岩为主，中部以铝土岩为主，溶蚀孔隙发育，是铝土岩系主要储层发育段；2)太原组铝土岩系矿物组成以铝质矿物和黏土矿物为主，主要矿物为一水硬铝石、高岭石、伊利石及绿泥石，矿物晶体细小，以隐晶、微晶及隐晶质团块为主；3)铝土岩储集空间主要是颗粒内溶孔、基质溶孔、粒间溶孔、晶间孔隙及微裂隙等，孔径主要介于20～200 μm；储层主流喉道孔径介于150 nm～4 μm，孔隙结构较好，退汞效率高，整体上以亚微米—微米级孔喉为主；储层物性孔隙度平均为10.6%，渗透率平均为4.04×10-3 μm，大于0.3×10-3 μm以上的占到36%，储集条件较好；4)沉积环境和古地貌控制了铝土岩储层的分布，潜坑和阶地型微古地貌富集铝土岩，是主要的勘探有利区。该研究成果可为华北等地区铝土岩天然气勘探提供借鉴。