鄂爾多斯盆地地質(zhì)特征及成因分析

鄂爾多斯盆地地質(zhì)特征及成因分析

1區(qū)域地質(zhì)背景鄂爾多斯盆地是中國(guó)最重要的大型能源盆地。它豐富了天然氣、天然氣、石油和天然氣的資源。最近，還發(fā)現(xiàn)了可萃取砂巖礦（陳法正，2002）。該盆地發(fā)育巨厚的顯生宙地層,根據(jù)地層間接觸關(guān)系、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)界面特征,可將其分為早古生代(克拉通淺海盆地階段)、晚古生代—三疊紀(jì)(泛華北沉積盆地階段)、侏羅紀(jì)—早白堊世(鄂爾多斯盆地形成演化階段)3個(gè)構(gòu)造演化階段。古生代—三疊紀(jì)的沉積—構(gòu)造演化表明,研究區(qū)作為華北地臺(tái)的一個(gè)穩(wěn)定地殼塊體(鄂爾多斯地塊),其性質(zhì)未發(fā)生根本改變,本身沒(méi)有構(gòu)成獨(dú)立的沉積盆地,而是屬于華北地臺(tái)之上內(nèi)克拉通沉積盆地的一部分。華南板塊在三疊紀(jì)與華北板塊拼合,后者進(jìn)入板內(nèi)構(gòu)造體制階段,泛華北沉積盆地萎縮、解體之后,才出現(xiàn)了鄂爾多斯盆地。從這個(gè)意義上說(shuō),鄂爾多斯盆地是印支運(yùn)動(dòng)后的多旋回疊合盆地(任紀(jì)舜等,1997)。了解盆地的原始面貌和古地理演化,不僅對(duì)于認(rèn)識(shí)和確定不同構(gòu)造階段的盆地屬性(類(lèi)型)有重要的理論意義,而且對(duì)于探討煤、煤層氣、石油和鈾礦資源的賦存和分布規(guī)律也有實(shí)用價(jià)值。有關(guān)鄂爾多斯盆地在燕山運(yùn)動(dòng)不同構(gòu)造階段的原始面貌,爭(zhēng)論頗多。20世紀(jì)80年代,我國(guó)學(xué)者在重建鄂爾多斯盆地的古地理面貌時(shí),將其邊界限定于賀蘭山—六盤(pán)山以東,呂梁山以西(王鴻禎,1985)。根據(jù)大量實(shí)地調(diào)查和詳細(xì)的古地理分析成果,張泓等(1995)指出,鄂爾多斯盆地在早、中侏羅世的東部邊界應(yīng)位于山西大同、寧武、太原與河南濟(jì)源、義馬一線;這一認(rèn)識(shí)被我國(guó)部分煤田地質(zhì)學(xué)者(中國(guó)煤田地質(zhì)局,1996;中國(guó)煤田地質(zhì)總局,2001)采納。最近,部分石油地質(zhì)學(xué)家(翟光明等,2002)認(rèn)為鄂爾多斯盆地的西界可擴(kuò)張至祁連山東段(甘肅白銀、靖遠(yuǎn))。本文根據(jù)大量野外地質(zhì)調(diào)查、地表露頭剖面、煤炭鉆井、石油鉆井的分析成果,重建了鄂爾多斯盆地在侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)不同時(shí)期的原型盆地,進(jìn)而揭示了其演化過(guò)程。2沉積體系的地質(zhì)特征沉積盆地原始面貌的恢復(fù)或重建,是一個(gè)極為復(fù)雜的問(wèn)題。在具體研究過(guò)程中,本文除對(duì)相關(guān)地層進(jìn)行精細(xì)對(duì)比外,詳細(xì)分析了地層發(fā)育特征與連續(xù)性、“盆地”與周邊構(gòu)造的關(guān)系和演化特征、物源區(qū)的性質(zhì)、沉積體系與相分布、古水流格局等基本要素,恢復(fù)了盆地不同地質(zhì)時(shí)期的古地理格局,構(gòu)建了沉積體系的配置關(guān)系。鄂爾多斯盆地侏羅系(包括富縣組、延安組、直羅組、安定組和芬芳河組)主要分布于賀蘭山—六盤(pán)山以東和東勝、神木、子長(zhǎng)、延安、富縣、宜君以西的地區(qū)(張泓等,2005),但越來(lái)越多的事實(shí)證明,大同—寧武復(fù)向斜的侏羅系以及河南濟(jì)源、義馬等地的侏羅系也是鄂爾多斯盆地(廣義)的一部分(張泓等,1995)。大同—寧武復(fù)向斜的侏羅系由永定莊組、大同組、云崗組與天池河組(自下而上,下同)構(gòu)成(山西省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1989;山西礦業(yè)學(xué)院和大同礦務(wù)局,1991),河南濟(jì)源的侏羅系包括鞍腰組、楊樹(shù)莊組和馬凹組,而義馬地區(qū)的侏羅系是義馬組(包括下部的砂礫巖段和上部的含煤段)和東孟村組(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1989)。下白堊統(tǒng)志丹群自下而上包括宜君組、洛河組、環(huán)河—華池組、羅漢洞組和涇川組5個(gè)巖石地層單位,主要分布于桌子山—六盤(pán)山以東、東勝—榆林—延安—富縣以西地區(qū),準(zhǔn)格爾旗東北部的喇嘛灣、東孔兌也有零星分布。上述巖石地層單位的對(duì)比,是在確立等時(shí)地層格架的基礎(chǔ)上,按照我國(guó)學(xué)者的新近研究成果(錢(qián)麗君等,1987;山西省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1989;山西礦業(yè)學(xué)院和大同礦務(wù)局,1991;張泓等,1998;鄧勝徽等,2003),建立其年代地層對(duì)比關(guān)系的(表1)。侏羅系和白堊系的階名、年代地層分類(lèi)采用了國(guó)際地科聯(lián)國(guó)際地層委員會(huì)執(zhí)行局(IGS:IUGS)全球地質(zhì)年表和相關(guān)成果(CowieandBassett,1989;GradsteinandOgg,1996;Crestaetal.,2001)。鄂爾多斯盆地侏羅系和白堊系為典型的陸相沉積,主要由沖積扇和扇三角洲、河流(包括辮狀河與曲流河)、湖泊三角洲、湖泊和風(fēng)成沉積體系的沉積物構(gòu)成。我國(guó)學(xué)者(錢(qián)麗君等,1987;李思田等;1992;李寶芳等,1995;李思田,1996;莊軍等,1996;李孝澤等,1999;焦養(yǎng)泉等,2006)對(duì)鄂爾多斯盆地侏羅系和白堊系陸相沉積體系的特征、巖相和成因相構(gòu)成及其空間關(guān)系等已經(jīng)進(jìn)行了比較深入的研究。本文編圖和研究過(guò)程中,除利用已有研究成果外,主要通過(guò)露頭和煤田鉆孔巖心的詳細(xì)觀測(cè),劃分了成因相,建立了典型相層序剖面(圖1),同時(shí),還利用煤田鉆孔和石油鉆井資料,進(jìn)行了測(cè)井相分析,編制了相應(yīng)地層單元及不同巖石類(lèi)型(砂巖、礫巖、泥巖或泥灰?guī)r、煤層)的單因素(厚度、百分含量)圖件。編圖單元不同沉積體系的配置關(guān)系是在大量相型剖面分析的基礎(chǔ)上,配合單因素分析和多因素綜合作圖方法(馮增昭,1992,2004)完成的。受后期改造和地層保存記錄不完整的限制,不同演化階段鄂爾多斯盆地的東界以及相應(yīng)古地理圖中東半部的相區(qū)界線,都是根據(jù)地質(zhì)調(diào)查獲得的有限資料推測(cè)的;其證據(jù)和相關(guān)問(wèn)題將在后面加以討論。圖件中具有確鑿證據(jù)部分,邊界用實(shí)線、相區(qū)以花紋配色標(biāo)表示;推測(cè)部分,邊界和不同相區(qū)分別用虛線和無(wú)花紋的相應(yīng)色標(biāo)表示。3盆地構(gòu)造及思考沉積盆地的形成和演替是地殼或巖石圈局部沉降及沉積物在其中不斷堆積的過(guò)程,因此,相應(yīng)的地質(zhì)界面、沉積物類(lèi)型和厚度、沉積中心的位置和遷移,都是劃分盆地演化階段和衡量盆地生命力的依據(jù)。鄂爾多斯盆地在侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)的形成與演化具有明顯的階段性,受燕山運(yùn)動(dòng)4個(gè)構(gòu)造幕的影響,發(fā)生了4個(gè)階段的世代演替。3.1沉積序列及沉積體系鄂爾多斯盆地沉積的第一階段是印支運(yùn)動(dòng)后,直羅組與延安組之間的平行不整合面(表1)所代表的、燕山運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕之前形成的早侏羅世晚期至中侏羅世早期的含煤沉積盆地。早侏羅世晚期(Pliensbachian—Toarcian期)沉積相當(dāng)于富縣組、大同的永定莊組和河南濟(jì)源的鞍腰組(表1)(張泓等,1998;山西礦業(yè)學(xué)院和大同礦務(wù)局,1991;河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1989)。此期的沉積盆地范圍有限,其西界在東勝、烏審旗、定邊、環(huán)縣一帶,東界大體是大同、介休、濟(jì)源的連線,北界可能在東勝、準(zhǔn)格爾旗和大同附近,南界在銅川、運(yùn)城以北(圖2)。Pliensbachian—Toarcian期,盆地主要被沖積體系、湖泊體系的沉積物充填,但沉積類(lèi)型多樣,厚度變化大。沖積體系分布于榆林—神木之間,華池、志丹、安塞、延安一帶和山西大同,沉積物主要是代表滯留河道和泛濫平原的沉積組合,僅在局部地區(qū)(如大同馬口和七峰山一帶)見(jiàn)有小型沖積扇,沉積厚度40～80,m;在延安附近測(cè)得古水流方向?yàn)?10°,顯示河流的主流向?yàn)槟蠔|東。在大同地區(qū),永定莊組厚度50～110,m,主要由成分和結(jié)構(gòu)成熟度都比較低的長(zhǎng)石石英砂巖和巖屑石英雜砂巖以及粉砂巖、泥質(zhì)巖組成,底部有厚度不等的礫巖,礫徑3～16,cm,總體上代表小型礫質(zhì)扇向河流體系過(guò)渡的沉積序列;對(duì)砂巖中發(fā)育的大型板狀、楔狀交錯(cuò)層理的觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)表明,其古水流指向南西。湖泊沉積體系分布于準(zhǔn)格爾旗五字灣和神木之間、清澗河—大理河一帶,以泥質(zhì)、粉砂質(zhì)沉積物為主,局部含油頁(yè)巖和煤線,有豐富的葉肢介和雙殼類(lèi),沉積厚度30～150m。河南濟(jì)源的鞍腰組厚度約130,m,主要由厚度不大的鈣質(zhì)細(xì)砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)泥巖、含泥砂質(zhì)灰?guī)r反復(fù)交替的互層組成,中部夾同生礫巖、中厚層狀石英砂巖和長(zhǎng)石石英砂巖,槽模、溝模和重荷模構(gòu)造以及變形層理(或滑塌構(gòu)造)十分發(fā)育。野外觀測(cè)和詳細(xì)的沉積學(xué)研究表明,主要由深湖泥和深水重力流沉積(圖1-h)組成;其中,水下重力流又可分為水下滑塌沉積和濁流沉積兩種成因類(lèi)型。典型的滑塌沉積見(jiàn)于鞍腰組中上部,為同生副礫巖以及具有變形層理的鈣質(zhì)巖屑細(xì)砂巖和粉砂巖。鞍腰組的濁流沉積(濁積巖)中,總體粒度較細(xì),具有完整鮑馬序列(A～E層)的層序比較少見(jiàn),主要由不完整的鮑馬層序組成,每個(gè)層序厚0.25～0.95m(個(gè)別可達(dá)1.6,m)。此外,在耀縣柳林附近、彬縣、麟游等地有規(guī)模不大的局限湖發(fā)育,沉積物主要是暗紅色、雜色“花斑泥巖”,并具有鮞粒結(jié)構(gòu),可能是來(lái)自周緣古高地的風(fēng)化產(chǎn)物(中國(guó)煤田地質(zhì)局,1996),厚度小于20m。中侏羅世早期(Aalenian—Bajocian期)沉積地層為延安組、大同—寧武地區(qū)的大同組、河南義馬地區(qū)的義馬組和濟(jì)源地區(qū)的楊樹(shù)莊組(表1)。此期鄂爾多斯盆地的范圍比早侏羅世晚期大得多;其北界在現(xiàn)今的河套斷陷以南,南界被限制于渭河斷陷以北,西界是桌子山東麓—石溝驛—六盤(pán)山東麓的連線,東界位于大同、寧武和河南的西北部一帶(圖3)。中侏羅世早期盆地主要被沖積體系、湖泊三角洲體系和湖泊體系的沉積物充填。沉積體系配置(圖3)表明,盆地西緣(如桌子山東麓、石溝驛、華亭等地)和北緣(如達(dá)拉特旗高頭窯)的部分地區(qū)發(fā)育有沖積扇,沉積物以礫巖和砂礫巖為主;內(nèi)陸淡水湖泊沉積主要分布于洛河、葫蘆河附近以及大理河與無(wú)定河之間,沉積物以泥巖為主,砂巖含量很低,一般不含煤層。在上述沖積扇與湖泊沉積之間,廣泛發(fā)育由天然堤限定的河道和岸后泛濫盆地為代表的河流沉積體系。這些河流沉積向東或東南部推進(jìn),在神木、榆林、橫山、靖邊、華池、焦坪一帶形成環(huán)繞湖泊的三角洲沉積。由于與湖泊沉積體系緊密相關(guān),部分學(xué)者(Reading,1978;GallowayandHobday,1983)曾將湖泊三角洲沉積體系歸于湖泊沉積體系的濱湖沉積。鑒于鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)湖泊三角洲沉積構(gòu)成的特殊性、發(fā)育的普遍性和較好的含煤性,本文將其作為一個(gè)獨(dú)立的沉積體系對(duì)待。河流(主要是曲流河)(圖1-d)和湖泊三角洲沉積體系(圖1-f)是鄂爾多斯盆地最重要的含煤沉積體系;前者的成煤環(huán)境是天然堤限定的岸后泛濫盆地,后者主要是廢棄的三角洲朵體。延安組煤層(單層厚度>0.1,m者)累計(jì)厚度等值線(張泓等,1995,2005)顯示,吳旗以東和無(wú)定河以南延安地區(qū)的無(wú)煤區(qū)范圍與低能湖泊沉積體系所占據(jù)的位置完全重合,圍繞無(wú)煤區(qū),煤層等厚線基本上呈(半)環(huán)帶狀分布(張泓等,2005)?？傮w上說(shuō),主要可采煤層是向著盆緣分叉、向湖盆中心變薄尖滅的。沖積扇沉積體系是鄂爾多斯盆地的另一類(lèi)含煤沉積體系。如達(dá)拉特旗高頭窯的延安組下部和河南義馬的義馬組(包括砂礫巖段)下部(圖1-b),主要是由泥石流(含礫泥巖)和碎屑流礫巖、扇面河道砂礫巖(砂巖)、漫流砂巖組成沖積扇扇體,沉積物粒度較粗,其上是由細(xì)粒沉積物組成的扇緣和扇間沉積。上述地區(qū)沖積扇的規(guī)模小、沉積厚度不大,屬濕熱氣候條件下構(gòu)造活動(dòng)不甚強(qiáng)烈的盆地邊緣小型濕地扇,其扇緣和扇間的低洼地帶是主要成煤環(huán)境,形成的煤層分布比較穩(wěn)定,多為具復(fù)雜結(jié)構(gòu)的厚煤層和巨厚煤層。3.2沖積扇—第二階段(中侏羅世Bathonian—Callovian期)鄂爾多斯盆地在中侏羅世Bathonian—Callovian期進(jìn)入第二發(fā)展階段,沉積直羅組和安定組、大同和寧武地區(qū)的云崗組和天池河組、河南濟(jì)源的馬凹組、義馬地區(qū)的東孟村組(表1)。該階段沉積盆地的范圍與第一階段Aalenian—Bajocian期大體相當(dāng)。山西太谷、榆社、武鄉(xiāng)、祁縣的交界地區(qū)以及古縣上哲才至洪洞蘇堡一帶,缺失永定莊組和大同組,殘存的云崗組超覆不整合于三疊系之上,說(shuō)明此期的盆地范圍與第一世代相比,向東略有擴(kuò)大(圖4)。從沉積體系配置圖(圖4)可以看出,此時(shí)的沉積格局基本上承襲了Aalenian—Bajocian期的特征,只是沖積扇體系在盆地北部和桌子山東麓更為發(fā)育。在東勝—神木寧條塔和鄂托克旗一帶以及盆地的西部(如寧夏鹽池)和西南部(如甘肅華亭和陜西彬縣),河流沉積體系比較發(fā)育(圖1-e),其中直羅組底部的砂巖(稱直羅砂巖或七里鎮(zhèn)砂巖)是由多個(gè)大型砂巖復(fù)合體構(gòu)成的辮狀河沉積,直羅組中上部和安定組下部帶狀砂巖體多為曲流河沉積;盆地內(nèi)部的湖泊沉積主要分布于延安、靖邊、安邊、富縣等地,并向西擴(kuò)張至榆林、吳起、環(huán)縣、慶陽(yáng)一帶,其沉積物主要是粉砂巖、泥巖、鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖和油頁(yè)巖,含魚(yú)類(lèi)、介形類(lèi)、葉肢介等動(dòng)物化石,代表深湖泥和淺湖泥沉積(圖1-g)。在大同一帶,主要發(fā)育河流沉積體系,局部地區(qū)發(fā)育小型礫質(zhì)扇;河南濟(jì)源的馬凹組是扇三角洲向湖泊過(guò)渡的沉積序列,其中見(jiàn)有豐富的魚(yú)類(lèi)、雙殼類(lèi)動(dòng)物化石;義馬地區(qū)主要發(fā)育沖積扇和扇三角洲沉積。需要特別說(shuō)明的是,在寧武東莊、陳家半溝地區(qū)廣泛發(fā)育風(fēng)成沙沉積,主要見(jiàn)于天池河組,代表性巖石是具巨型板狀和楔狀交錯(cuò)層理(亦稱沙丘層理)的紅色細(xì)、中粒砂巖,層系厚度10～20,m,細(xì)層厚度5～20,cm,前積層傾角17°～35°;砂巖的粒度呈單峰態(tài),分選好。此外,由于我國(guó)北方的古氣候在中侏羅世Bajocian/Bathonian期之交,發(fā)生了從常濕溫暖氣候向炎熱氣候的轉(zhuǎn)變(張泓等,1998;Wangetal.,2005),中侏羅世Bathonian—Callovian期為典型的干旱草原氣候或炎熱干旱氣候,從而導(dǎo)致鄂爾多斯盆地第二發(fā)展階段聚煤作用消失,相應(yīng)地層不含可采煤層。3.3巖石學(xué)和地質(zhì)特征中侏羅世末的構(gòu)造變動(dòng),使得第二世代的沉積盆地迅速萎縮、消亡。晚侏羅世進(jìn)入沉積盆地的第三發(fā)展階段,但沉積范圍有限。以芬芳河組(相當(dāng)于晚侏羅世Oxfordian—Kimmeridgian期沉積;表1)為代表的盆地沉積分布于桌子山東麓—環(huán)縣—慶陽(yáng)的南北向長(zhǎng)條形坳陷內(nèi)(圖5)。其主要巖石類(lèi)型為巨礫巖和中—粗礫巖,間夾含礫粗砂巖和砂礫巖透鏡體。礫巖呈棕紅色和紫紅色,成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都很低,礫石直徑大者可達(dá)2～4,m,一般為5～30,cm,屬碎屑流沉積,其中砂巖和砂礫巖透鏡體代表扇面河道沉積(圖1-a)。不同地區(qū)芬芳河組的厚度橫向變化很大,并向東很快變薄尖滅。由于芬芳河組僅分布于盆地西緣的部分地區(qū),加之未見(jiàn)典型的沖積扇前緣沉積,第三階段盆地的東界是按照地層分布大體推測(cè)的。從上述分析可以看出,第三階段鄂爾多斯盆地主要是被陣發(fā)性流入的沖積扇或山麓堆積橫向充填,而不是沿著盆地的長(zhǎng)軸方向作縱向充填,沉積物源來(lái)自西緣的構(gòu)造活動(dòng)區(qū)(鄂爾多斯西緣褶皺—沖斷帶)(張抗,1989;楊俊杰等,1990;張泓等,1995,2005)。這些山麓堆積是在干旱氣候條件下形成的,它們分布在鄂爾多斯西緣褶皺—沖斷帶前陸的南北走向上,由不同厚度(其中,千陽(yáng):1174,m;環(huán)縣甜水堡:109,m;鐵克蘇廟:2000,m左右)的紅色礫巖楔狀體組成;它們代表了由碎屑流、泥石流和篩積物構(gòu)成的沖積扇特有的發(fā)散狀堆積格局。因此,第三階段的盆地沉積形成于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)極不平靜期。3.4志丹群層序沉積特征受燕山運(yùn)動(dòng)主幕構(gòu)造變動(dòng)的影響,鄂爾多斯盆地在晚侏羅世中晚期(Kimmeridgian—Tithonian期)處于隆升狀態(tài),早白堊世進(jìn)入沉積盆地第四發(fā)展階段。沉積地層(自下而上)包括宜君組、洛河組、環(huán)河—華池組、羅漢洞組和涇川組構(gòu)成的志丹群,相當(dāng)于早白堊世Barriasian—Barremian期沉積(表1)。鄂爾多斯盆地早白堊世的沉積范圍比晚侏羅世大得多,但和第二階段的盆地范圍相比,其東界可能已收縮至黃河以西,與現(xiàn)今志丹群的分布范圍大體相當(dāng)(圖6)。早白堊世早期和第三階段的沉積盆地一樣,在鄂爾多斯盆地西緣的沖斷—推覆體系向東逆沖巖體及與其相伴的低角度沖斷層(張抗,1989;楊俊杰等,1990)的前淵發(fā)生明顯沉陷,來(lái)自西部構(gòu)造活動(dòng)區(qū)的礫質(zhì)山麓—沖積扇體系的沉積物,橫向充填于南北向伸長(zhǎng)的坳陷內(nèi),并逐漸向東擴(kuò)張;在垂向上,經(jīng)過(guò)沖積“前淵”平原發(fā)展階段之后,被湖泊體系的沉積物充填,然后被淤淺消亡。在早白堊世沉積體系配置圖(圖6)上,盆地西部的南段被湖泊沉積體系占據(jù),礫質(zhì)沖積扇經(jīng)過(guò)扇三角洲推進(jìn)至低能湖泊,北段出現(xiàn)了縱向河(即河流沿盆地長(zhǎng)軸發(fā)育)與橫向扇(沖積扇在盆地西緣大體垂直盆地長(zhǎng)軸分布)的充填格局,盆地東部的河流體系向西經(jīng)過(guò)湖泊三角洲沉積體系,推進(jìn)至湖泊體系。應(yīng)該特別說(shuō)明的是,扇三角洲沉積主要見(jiàn)于盆地西緣的志丹群中下部,是沖積扇推進(jìn)至湖泊水體形成的沉積體系,可視為遠(yuǎn)端被湖水改造的沖積扇沉積體系,巖石類(lèi)型除少量泥巖、粉砂巖和砂巖外,主要是棕紅色、紫紅色中—粗礫巖和砂礫巖。典型的扇三角洲沉積體系自下而上由前扇三角洲、扇三角洲前緣、扇三角洲平原及邊緣等成因相(圖1-c)構(gòu)成細(xì)—粗—細(xì)連續(xù)轉(zhuǎn)變的垂向?qū)有蚪Y(jié)構(gòu)(圖1-c)。在鄂爾多斯盆地北部(如東勝)、西南部(如彬縣)、中部(如安塞)發(fā)育典型的風(fēng)成沉積體系,主要由沙丘(DN)和沙丘間(ID)成因相組成,其次是紅色泥巖夾層代表的沙漠湖(PL)(圖1-i)沉積。志丹群的風(fēng)成沉積主要發(fā)育于洛河組,華池—環(huán)河組和羅漢洞組也見(jiàn)有風(fēng)成沉積夾層;該盆地志丹群的風(fēng)成砂巖主要由棕紅色中、細(xì)粒砂巖組成,發(fā)育超大型或巨型交錯(cuò)層理,其層系厚度一般為2～12,m,細(xì)層厚度2～6,cm,前積層傾角25°～33°;碎屑成分以石英為主,含少量長(zhǎng)石和風(fēng)成粘土,分選好,掃描電鏡圖象顯示石英顆粒表面粗糙,見(jiàn)有發(fā)育良好的碟形坑。李孝澤等(1999)和李思田(1996)對(duì)該盆地白堊系沙丘巖進(jìn)行了較深入的研究。從總體上看,志丹群所代表的早白堊世地層是一套由風(fēng)成沙丘與沖積扇(扇三角洲)、河湖沉積物交互疊置的沉積組合。將盆地第四階段與第一、第二階段西半部的沉積體系配置略加對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),后兩者均未構(gòu)成向心輻射狀的古水流格局,而第四階段盆地的古水流則呈向心輻射狀,基本顯現(xiàn)了盆地的原始面貌。充填于第四世代盆地內(nèi)的沉積物厚度一般為600～1200,m,平均堆積速率為33m/Ma,沉積中心位于定邊、環(huán)縣、慶陽(yáng)以西,與湖盆(深水相)中心大體吻合,坳陷方向幾近南北。早白堊世晚期,鄂爾多斯盆地消亡,晚白堊世至古近紀(jì),全區(qū)處于緩慢隆升狀態(tài)。4羅世盆地東界關(guān)于鄂爾多斯盆地早—中侏羅世的沉積范圍和原始面貌爭(zhēng)論頗多。但是,多數(shù)學(xué)者(王鴻禎,1985;張抗,1989;張泓,1995;中國(guó)煤田地質(zhì)局,1996,2001)都承認(rèn),其西界位于桌子山(或賀蘭山)—六盤(pán)山一線,北界在河套斷陷的黃河斷裂以南,南界位于渭河斷陷以北。第一和第二階段沉積盆地的古地理(圖2,圖3,圖4)重建表明,由于邊緣相(小型沖積扇)的存在,上述認(rèn)識(shí)大體是正確的,主要分歧是盆地的東界在何處。鄂爾多斯盆地下、中侏羅統(tǒng)(富縣組、延安組、直羅組)現(xiàn)今的分布東界位于神木、榆林、子長(zhǎng)、延安、宜君一線,但是,它不可能是鄂爾多斯早、中侏羅世沉積盆地的實(shí)際東界。延安地區(qū)除富縣組為河流沉積(圖2)外,延安組主要由湖泊沉積體系構(gòu)成,在第一和第二階段沉積盆地古地理圖(圖2至圖4)上,相分布是向東(或東南、東北)開(kāi)放的,古水流并未構(gòu)成向心輻射狀,而是指向東和東南,地層厚度等值線未在神木、榆林、子長(zhǎng)、延安、宜君一帶閉合;延安組煤層厚度圖(張泓等,2005,圖6-9)與沉積盆地中侏羅世Aalenian—Bajocian期古地理圖(圖3)的疊合分析證明,煤層厚度等值線是圍繞延安地區(qū)無(wú)煤的湖相沉積區(qū)(圖3)向東開(kāi)放、并作半環(huán)狀分布的。這就表明,呂梁山以東大同—寧武復(fù)向斜以及河南濟(jì)源、義馬地區(qū)的侏羅紀(jì)沉積可能是鄂爾多斯盆地的一部分。大同—寧武一線,侏羅紀(jì)煤系不整合于下古生界(青磁窯)或上古生界太原組(寺?tīng)枩稀掀?、山西組(七峰山)、上石盒子組(石場(chǎng)—馬廠)之上,在區(qū)域上,大同組由北部(大同地區(qū))含煤的河流沉積體系,向南(寧武地區(qū))逐漸過(guò)渡到不含煤或含煤性很差的湖泊沉積體系為主的沉積序列,古水流指向南西或南西西(山西礦業(yè)學(xué)院和大同礦務(wù)局,1991;張泓等,1998)。這種區(qū)域上的變化趨勢(shì)與呂梁山以西東勝—神木—延安一線的情