鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳储层的勘探潜力巨大。杭锦旗地区位于鄂尔多斯盆地北部,上马家沟组主要的岩石类型为白云岩,以溶孔为主的储集空间主要为表生岩溶作用和埋藏溶蚀作用形成的产物,岩溶古地貌是控制表生期的淋滤溶解作用强度的主要因素之一。但杭锦旗地区下古生界仍处于缺乏系统的地质综合研究阶段,对该地区岩溶地貌发育情况认识不足,对下古生界储层分布特征及沟槽具体走向认识模糊,开发潜力尚无研究成果。本文通过大量的野外和室内工作,对杭锦旗地区下古生界进行地层划分与对比和岩相古地理特征研究,尤其是通过多种方法针对杭锦旗地区加里东末期进行古地貌恢复刻画。在此基础上探讨古岩溶地貌对该地区下古生界碳酸盐岩油气成藏的控制作用,对下古生界碳酸盐岩油气勘探潜力进行分析,探讨成藏规律,指出有利勘探区,主要取得以下成果及认识:(1)建立了杭锦旗地区奥陶系地层划分方案,进行地层对比,编制了各层段地层分布图件,再现了地层时空展布。研究区地层厚度变化大,马四段保存相对较好且分布面积最大,马五段、马三段保存相对较差,仅分布于研究东南部,奥陶系早期地层(马一、马二段)在研究区未有沉积。(2)马家沟各期是海域为主陆地为辅的时期,是间歇性变化海进沉积时期。在马一期、马三期和马五期的海域中,各种云坪广布,膏盐湖发育,是马家沟期海进时期中的相对海退期;马二期、马四期和马六期开阔海广布,是马家沟期中的相对海进期,马四期是最大的海进期。(3)杭锦旗地区奥陶系马家沟组沉积主要处于蒸发潮坪相发育时期。提出了马家沟组沉积相的划分方案,认为马家沟主要是干旱蒸发潮坪相沉积区,在潮坪环境中主要为潮上带、潮间带沉积。(4)研究区石炭系沉积前的整体地貌特征为:地势大致呈北高南低,西北高东南低,地层厚度分布不均匀,地势最低的地区位于研究区东南部,地势最高的地区位于研究区北部的伊盟隆起。在杭锦旗地区南部地处奥陶系北部高地向东南部延伸的古斜坡(上斜坡)地区,古残丘(梁)和古沟槽构成了次一级的主要地貌单元。(5)研究区下古生界碳酸盐岩主要为受古地貌、古岩溶控制的成藏组合模式和上倾尖灭型岩性气藏两种类型。受古地貌、古岩溶控制成藏模式是研究区最主要的成藏模式,奥陶系马家沟组的含气面积受古风化壳斜坡上台地、残丘的控制。