盆地充填序列是指盆地或盆地的某一地段（通常是大的岩相带）充填物的性质、结构、演变序列特征和成因。

沉积学研究是盆地分析的重要内容，通过对盆地充填序列、沉积体系、沉积相及其空间配置、古流向和分布样式等方面的分析，重建盆地各个沉积期的岩相古地理。

在沉积学特征研究过程中，首先必须进行详细的地质研究，同时需要应用高精度地震、钻井、测井、同位素分析及VSP技术，也需要岩石学、古生物地层学、稳定同位素地层学、地震地层学、层序地层学及与现代沉积学的综合运用。

具体地讲，研究过程中多学科技术的应用主要表现在以下几个方面：

(1)野外露头或钻井岩芯的观察分析是盆地沉积学研究的基础。在沉积环境分析过程中，首先应该对野外露头或钻井岩芯的有关沉积垂向序列、沉积构造、沉积韵律、颜色、古生物等宏观成因标志进行详细的观察和描述，并结合常规薄片分析、铸体薄片分析、阴极发光技术、粒度分析、重矿物分析、X衍射、SEM技术等研究岩石的结构、粒度、分选、磨圆等微观成因标志，为盆地沉积环境分析积累重要的第一手资料。

(2)地震技术是沉积学研究的重要手段。地震技术既是层序地层学的基础，也是沉积学研究的重要手段，对沉积盆地地层格架与沉积环境研究提供了关键性的信息。通过地震资料的解释，可以识别层序界面，大的沉积单元或沉积体，沉积体系、沉积相(地震相)及其三维的配置关系。

(3)地球物理测井技术是沉积学研究中必不可少的手段。地球物理测井常与古生物学、古地磁学、同位素测年技术、VSP技术、岩芯分析技术、成像测井技术等相结合进行测井沉积相分析。例如用自然伽玛曲线可以进行沉积相的识别;而用自然电位曲线、自然伽玛曲线、电阻率曲线、声波及密度曲线来解释岩性、物性、沉积相及其相组合，用地层倾角处理技术揭示古流向，用神经网络岩相处理技术开展岩性分析和砂体预测等。如用岩芯分析技术，微电极、自然电位、自然伽玛等测井曲线特征分析和薄层砂体识别的综合勘探技术来开展储集体的微相研究———包括储集体的微相类型、砂体展布、砂体储集性能的分带性、储集体与泥岩隔层的相互关系以及确定储集层与生油层、盖层的配置情况。

盆地沉降过程中接受了沉积充填，地质家可以根据盆地充填序列(basinfillsequence)重建盆地的沉降历史。已积累的大量资料表明，多数盆地特别是大盆地的充填序列具有下列特征：

1.沉降和充填历史的多幕性这种多幕性反映了盆地的构造演化阶段，例如，在裂谷盆地中首先可识别出裂陷期和裂后期。裂陷期通常都有明显的多幕性，反映幕式的伸展构造过程。

2.构造运动面

盆地充填序列的精细研究中可发现一系列以角度不整合和平行不整合形式出现的古间断面，大的间断面缺失的地层可逾千米，此外还有许多更低级别的间断面。区域性的古间断面标志着构造的反转，即由沉降转化为抬升和剥蚀，或其他形式的构造变形。许多大盆地如塔里木、松辽盆地构造反转也是多期的。在反射地震剖面上低角度的古间断面较露头上更易识别，它们大量存在于地层记录中，是层序概念提出的客观基础。古构造运动面的识别是划分盆地演化阶段，确定高级别层序地层单元边界的重要基础。在油气勘探中这些古间断面对油气的运聚常有重要作用。

盆地充填序列图，主要表现一个盆地或一个盆地的某一地段（通常是大的岩相带）充填物的性质、结构、演变序列特征和成因，一般具有模式化特征，在该盆地或该地段（岩相带）具较强的代表性，并具有清楚的古构造、古地理方面的成因意义，能较好地表现盆地在构造、沉积或海水进退规程的控制下所形成的充填序列的演变特征。

盆地充填序列图包括沉积相柱状图，它是盆地充填序列柱状图的组成部分，一个沉积相柱状图表示沉积体系、相组合或岩石成因标志和物性在垂向上的组合特征。