奥陶系马家沟组五段4亚段(以下简称“马五₄亚段”)是靖边气田继马五₅亚段之后重要的天然气接替产层之一,但其沉积微相研究相对薄弱,限制了对该气田马五₄亚段的碳酸盐岩储层发育及天然气分布有利区的合理、准确预测。以靖边气田南部为例,在已有区域沉积背景研究成果的基础上,通过岩心观察、薄片鉴定和沉积相测井解释,识别研究区马五₄亚段的沉积微相类型并刻画其平面展布特征,明确区内马五₄亚段各小层沉积微相纵向演化规律。结果表明,靖边气田南部马五₄亚段中、西部整体为局限台地亚相沉积,发育含灰云坪、灰云坪、含泥云坪、泥云坪、云泥坪以及含泥含灰云坪微相,蒸发台地主要分布于研究区东部,沉积微相类型以含膏云坪和含膏湖为主。马五₄~3小层整体发育局限台地亚相,含泥云坪和泥云坪分布面积最广;马五₄~2小层沉积时期,研究区东部蒸发台地沉积范围略有增加;马五₄^1b小层沉积时期,陆源泥质输入再次明显增加,中部地区广泛发育泥云坪沉积;马五₄^1a小层沉积时期,陆源泥质输入减少,区内广泛发育灰云坪沉积微相,局部地区发育蒸发台地亚相。沉积微相对天然气分布具有明显控制作用,灰云坪和含泥云坪为研究区马五₄亚段天然气分布的有利沉积微相。研究成果可以为靖边气田碳酸盐岩储层分布有利区预测及天然气勘探开发方案部署提供科学依据。