本文运用沉积岩石学、沉积地球化学、岩相古地理学及层序地层学等理论和方法,通过对兴县地区20余口钻井晚古生代含煤地层的岩性特征、垂向沉积序列特征、元素地球化学特征、测井数据的频谱分析及小波分析特征、物性特征等综合分析,开展了兴县地区晚古生代煤系沉积相类型及特征、米兰科维奇旋回识别及划分、高频层序地层分析、含菱铁矿泥岩层沉积、物性特征及其发育规律等研究工作。通过沉积环境分析,在研究区石炭-二叠纪含煤地层中识别出碳酸盐潮坪、障壁-潟湖及三角洲3种沉积相类型,总结了各亚相、微相的沉积特征。石炭-二叠纪地层中记录了稳定的米兰科维奇旋回,长偏心率周期对地层中沉积旋回的控制和影响最强,与高频层序有着良好的对应关系,以测井数据的频谱分析及小波分析为基础,结合旋回沉积序列及旋回界面特征,将石炭-二叠纪含煤地层划分为12个三级层序(SQ1~SQ12),在三级层序格架内展开高频层序划分工作,每个三级层序内对应2~4个四级层序,进而建立了高频层序地层格架,并在层序格架内追索其沉积相展布特征。从含菱铁矿泥岩层的沉积特征研究入手,对含菱铁矿泥岩层沉积环境及沉积序列展开研究,结果表明,含菱铁矿泥岩层中菱铁矿多呈层状、结核状及粒状小颗粒产出,其单偏光镜下呈黄褐色,在微观形态上可分为胶状集合体、菱铁矿微晶-粉晶集合体、球粒及菱面体状菱铁矿,多形成于水动力条件较弱的弱氧化-弱还原环境中。含菱铁矿泥岩层样品的物性特征研究结果表明,在菱铁矿发育的不同阶段,孔隙结构及孔径分布会受到不同的影响,从而造成封盖性能的差异,含菱铁矿泥岩层(菱铁矿胶状集合体)较之普通泥岩层位具有低孔隙、低渗透率及高突破压力的特点,综合评价参数计算结果表明,其封盖性能优于普通泥岩层。以含菱铁矿泥岩层的测井识别为基础,探讨其垂向及平面展布特征,兴县地区稳定发育了多层含菱铁矿泥岩层,不同规模的含菱铁矿泥岩层受到三级及高频层序地层格架的控制。含菱铁矿泥岩层展布受控于沉积环境,发育于水动力条件较弱、具弱氧化-弱还原沉积环境的潮坪-潟湖亚相及三角洲前缘亚相的分流间湾微相中。