页岩气已成为重要的非常规天然气资源,我国海相、陆相页岩气资源丰富,具有较大的开发前景,而海陆过渡相页岩气正处于起步阶段,其基础地质理论与评价体系尚在探索之中。鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组发育一套海陆过渡相泥页岩,厚度大、有机质丰度高、热演化程度高,其页岩气勘探潜力已引起人们的重视。通过对大吉3-4井山₂³亚段的岩芯、薄片、测井以及地球化学资料综合分析认为:山₂³亚段岩性以页岩、砂岩和煤层互层为主,依据岩性及沉积层理可将其划分为粉砂质泥岩/页岩相、纹层状层理含粉砂泥岩/页岩相、透镜状层理粉砂质泥岩/页岩相、钙质页岩相、煤层、碳质页岩相、黑色页岩相、波状层理泥质粉砂岩相、交错层理中-细砂岩相和中砂岩相共10种岩相类型;进一步可划分为4种岩相组合,分别反映了潮坪(潮上带/潮间带)沉积、深水潟湖沉积、潮汐水道-潮坪沉积和浅水潟湖-潮坪沉积。综合岩相特征、沉积序列、地球化学指标以及古地理资料,认为研究区属于海陆过渡相沉积,总体为咸水-半咸水和还原-半还原的形成环境,中央为潟湖沉积,西南部以及东部有2个大型的障壁岛砂坝沉积,北部边界处为三角洲前缘沉积。障壁岛及北部三角洲前缘向湖方向过渡为潮上带、潮间带和潮下带沉积。山₂³亚段页岩TOC含量较高,有很好的生气潜力,其中深水潟湖相和潮坪(潮上带/潮间带)是生气最有利的沉积相组合。