鄂尔多斯盆地西缘石炭系羊虎沟组具有较大的油气资源勘探潜力，但受其复杂的构造活动影响，其从源到汇充填过程及古地理格局尚有诸多争议。通过轻矿物、重矿物、岩屑组合和稀土元素等特征进行物源分析，结合前人研究资料，共划分出西北部阿拉善、东北部阴山、西南部北祁连和东南部北秦岭4个源—汇系统。阿拉善源—汇系统源区构造背景整体以主动大陆边缘和大陆岛弧为主，沉积物主要来自平均上地壳长英质源和镁铁质火成物源区；阴山源—汇系统源区构造背景整体以被动大陆边缘为主，沉积物来源较为复杂，为平均上地壳长英质源、中性岩火成物源区和镁铁质火成物源区的混合；北祁连源—汇系统源区构造背景为被动大陆边缘和主动大陆边缘的混合，沉积物主要源自镁铁质火成物源区和中性岩火成物源区；北秦岭源—汇系统源区构造背景为被动大陆边缘，沉积物主要来自镁铁质火成物源区。4个源—汇系统母岩主要为碱性玄武岩、花岗岩与钙质泥质沉积岩的混合。基于源—汇系统分区，重建古地理格局：（1）阿拉善源—汇系统碎屑沉积物从西北部汇入，向南东方向搬运，且搬运距离较远，发育海陆过渡相的河控三角洲沉积体系；（2）源自阴山源—汇系统的沉积物由东北部汇入，向南西方向搬运，搬运距离远分布面积广，发育海陆过渡相的潮控三角洲沉积体系；（3）北祁连源—汇系统碎屑沉积物由西南部汇入，沿岸发育小型河控三角洲沉积，深水区发育以浅海—半深海陆棚沉积为主的海相沉积体系；（4）北秦岭源—汇系统碎屑沉积物由东南部汇入，沉积砂体受中央古隆起影响搬运距离短，发育海相的障壁岛海岸沉积体系。