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以奥陶系顶部区域不整合面或太原组底部砂岩（k1）、太原组中部9号煤层顶面（初始海泛面）、山西组底部北岔沟砂岩（k7）以及下石盒子组底部骆驼脖子砂岩（k8）为层序界面，将沁水盆地南部划分为I、Ⅱ、Ⅲ3个三级层序。结合层序划分对聚煤作用进行研究，结果发现。研究区内的主要可采煤层3号和15号煤层主要形成于最大海泛面附近，9号煤层形成于初始海泛面附近，说明煤层厚度及分布明显受控于当时沉积环境及层序地层格架。