南华北地区位于东秦岭—大别山构造带北缘,华北地台的南部,为一在华北地台基础之上发育起来的中、新生代叠合盆地,研究其古地理是重建南华北晚石炭—早二叠世海陆分布、构造背景、盆地配置和沉积演化的重要途径和手段,对于该区的油气资源远景预测评价和勘探开发实践都具有十分重要的意义。南华北地区晚古生代沉积盆地经历了由陆表海—三角洲—近海湖泊沉积的充填过程,晚石炭—早二叠世主要为陆表海充填沉积。通过对岩层宏观和微观的沉积学标志、垂向沉积序列、测井曲线和古生物方面的研究,识别出在南华北地区晚石炭—早二叠系中主要存在着碳酸盐台地相沉积体系和障壁—泻湖相沉积体系。南华北地区晚石炭—早二叠世的海平面变化经历一个上升下降的旋回,主要原因是构造沉降和气候的变化。其中,构造沉降是主要的影响因素,气候引起的冰川融化也是海平面变化的重要影响因素,这样形成了的一个陆表海盆地充填层序表现为海陆交互相多发性海侵、海退的陆源碎屑沉积。研究区上石炭—下二叠统为一个Ⅱ级陆表海充填层序,三个Ⅲ级层序(Sq1-3),其中Ⅲ级层序分别对应晚石炭世巴什基尔—格舍尔期、早二叠世紫松期和隆林期。根据层序地层学研究对Sq1、Sq2、Sq3进行古地理重建,发现陆表海充填沉积总体上为海退序列,沉积物源主要来自阴山隆起。Sq1沉积厚度北厚南薄,海侵方向来自东北方向,海侵时间短,范围小,主要发育泻湖相沉积;Sq2海侵方向由东北转变为东南,海侵范围扩大,覆盖了整个南华北地区,地层沉积厚度北厚南薄,东厚西薄,沉积中心较Sq1海侵范围南移,潮坪沉积发育:Sq3延续了Sq2的古地理格局,沉积中心南移至宿南地区,沉积相带由北向南依次为泻湖—潮坪—台地。通过晚石炭—早二叠世海平面变化研究和古地理恢复,证实了海侵转换面的存在,全球海平面上升和板缘构造运动共同塑造了南华北地区晚石炭—早二叠世特殊的古地理演化过程,二者共同作用,交替主导,在全球海平面上升的控制下,发生了研究区晚石炭—早二叠世陆表海充填沉积。