近年来,由于全球资源量的需求增多,作为勘探程度较低的渭河盆地受到了越来越多学者的关注。本文以渭河盆地为主体,侧重盆地南北缘,结合区域地质背景,充分运用地质与地球物理资料,通过野外剖面、钻井资料及岩心观察,进行地层划分与对比,识别出区内晚古生代地层分布并明确地层分布特征;并在物源研究基础上,结合砂体厚度与地层厚度的比值、沉积特征,划分沉积相,编制晚古生代各组岩相古地理。对研究区晚古生代进行地层划分与对比,建立地层对比格架,通过残存地层厚度分布规律,揭示了研究区广泛残存石盒子组且南厚北薄、西厚东薄的地层特征。渭河盆地内部现今仍残存石盒子组,固市凹陷中煤系地层的厚度较西安凹陷大,且厚度较大处均靠近南部。烃源岩产生的甲烷气,可通过盆地内大量的断裂运移到新生界储盖配置良好的断层封闭的圈闭构造中成藏。鄂尔多斯南缘与北秦岭地区上古生界二叠系碎屑岩在物质成分、重矿物组成、主微量元素含量、锆石年龄分布等方面具有很强的相似性,表明二者具有相似的源区,即主要来自中、新元古代宽坪群变质碎屑岩、南部早古生代二郎坪群火山-沉积岩及晚古生代形成的俯冲型花岗岩。渭河盆地及周缘上古生界石炭-二叠系可分为湖泊沉积相、曲流河三角洲相、障壁海岸沉积相和陆棚沉积相,进一步划分了7个亚相和12个微相。本溪期,研究区东北部沉降幅度小,海水西侵,属潮下低能环境。太原期,盆地沉积范围扩大,潮坪沉积范围向西扩大,浅海陆棚相面积变小,由合阳-永济-灵宝一线退至河津-运城-三门峡以东。研究区南部二叠纪山西组、石盒子组、石千峰组均发育浅湖亚相、障壁岛-潟湖亚相沉积,沉积格局基本不变,地层由老至新海相沉积范围逐渐变小,西南部发育三角洲前缘亚相沉积。