吐哈陆相聚煤盆地是中国西部重要的含油气盆地。侏罗系水西沟群发育多套含煤优质烃源岩层,具有多套优质的砂岩储层和煤岩储层,是盆地主要的油气勘探目的层和深层煤岩气战略突破领域。通过研究盆地构造-沉积演化对烃源岩形成的影响以及微量元素对沉积环境的响应特征,分析了不同类型烃源岩的发育和分布规律,指出了煤岩储层中天然气(煤岩气)保存的有利空间位置。研究认为:(1)水西沟群沉积时期,构造抬升与沉降作用控制了台北凹陷沉积中心的形成与演化,沉积中心由北向南逐渐迁移;在晚侏罗世末期,北部发生强烈构造抬升,沉积中心继续向腹部迁移并造成东高、西低的地势特征,形成了现今胜北、丘东和小草湖洼陷3个逐渐向东抬升变浅的沉降中心。(2)沉积中心演化控制凹陷内不同次洼水体深度和盐度的变化。水西沟群八道湾组—三工河组沉积时期水体加深,盐度变小,三工河组—西山窑组沉积时期水体逐渐变浅,盐度增大。泥岩主要位于盆地的北部,具有自西向东加厚的特征。纵向上受古水体盐度的影响,八道湾组—西山窑组有机质类型和丰度具有逐渐变好的趋势。(3)水西沟群沉积期发生频繁的水体变动,煤形成于水体相对较浅的沉积环境。在八道湾组早期的水进初期阶段、八道湾组晚期和西山窑组早-中期的水退晚期阶段,水体相对较浅,为有利的聚煤环境,是吐哈盆地煤岩发育的主要层段。(4)在煤的发育区划分了10种不同类型的煤层顶-底板组合,提出了5个有利于煤岩气保存的煤层顶-底板组合类型及其分布位置,这些分布区是下一步煤岩气勘探方向。