李文厚　張倩　陳強(qiáng)　李克永　郭艷琴　袁珍　馬瑤　李兆雨　白金莉　楊博

摘要：作者基于多年對鄂爾多斯地區(qū)早古生代的研究成果，結(jié)合野外剖面實(shí)測、鉆井資料分析、地層學(xué)與層序地層學(xué)、地球化學(xué)、年代學(xué)等研究結(jié)果，從巖性特征、地層厚度、地層接觸關(guān)系、物源分析、沉積相類型等多方面，對研究區(qū)早古生代的沉積演化進(jìn)行對比研究。研究后認(rèn)為，鄂爾多斯地區(qū)下古生界是華北地臺的一部分，因此，其沉積充填及沉積演化研究必須置于早古生代大華北盆地之中；在此研究基礎(chǔ)上，該研究繪制了早古生代各期鄂爾多斯地區(qū)的沉積相平面展布圖，將原有沉積相圖向東部和南部進(jìn)行了擴(kuò)張，為該時(shí)期華北地臺原始沉積面貌的恢復(fù)提供了新的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地;早古生代;層序地層;沉積相;沉積演化

中圖分類號：P531

DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2020－03－016

Sedimentary evolution of Early Paleozoic in Ordos Basin

and its adjacent Areas

LI WenhouZHANG QianCHEN Qiang LI Keyong3， GUO Yanqin4，

YUAN Zhen4， MA Yao4， LI ZhaoyuBAI JinliYANG Bo1

Abstract： Based on the author′s research results on Early Paleozoic in Ordos Area for many years， and combined with the field measurements， stratigraphy and sequence， geochemistry and geochronology studies in recent years， the results are compared from the aspects of lithological characteristics， stratum thickness， stratum contact relationship and sedimentary facies types. It shows that the lower Paleozoic in Ordos area is a part of the North China Platform. Based on this study， the plane distribution maps of sedimentary facies of the Great Ordos Area in all stages of Early Paleozoic was drawn， these maps extended the eastern and southern part of the original Ordos Area， which provided a new evidence for the restoration of the original sedimentary features of the North China Platform in this period.

Key words： Ordos Basin; Early Paleozoic; sequence stratigraphy; sedimentary facies; sedimentary facies; depositional evolution

沉積體系是與沉積環(huán)境和沉積作用相關(guān)的沉積相的集合體，也就是有成因聯(lián)系的沉積相在空間上構(gòu)成的三維地層單元。沉積體系的概念和分析方法是在瓦爾特相律和相模式的基礎(chǔ)上發(fā)展完善起來的。沉積體系在縱向上被不整合面或相變面所限定，構(gòu)成一個(gè)完整的充填塊體，是盆地形成、充填和演化的產(chǎn)物，反映了盆地的構(gòu)造背景、性質(zhì)及演化。鄂爾多斯中新元古代先后形成了裂陷淺海石英砂巖和淺海碳酸鹽巖沉積，早古生代，其進(jìn)入克拉通盆地穩(wěn)定發(fā)育時(shí)期，形成了一套海相碳酸鹽巖夾碎屑巖建造。廣大的本部地區(qū)屬華北海范疇，西南側(cè)受秦祁海槽和賀蘭拗拉槽的控制。鄂爾多斯邊緣活動經(jīng)歷了被動大陸邊緣和主動大陸邊緣兩大構(gòu)造發(fā)育階段［1-7］。因此，不同地質(zhì)歷史時(shí)期、不同地區(qū)的古環(huán)境差異較大，發(fā)育的沉積體系也有一定差異［8-13］。

1 沉積體系類型

依據(jù)鄂爾多斯下古生界的沉積層序、巖石特征、沉積構(gòu)造、古生物特征等，結(jié)合測井、地震及其他區(qū)域的地質(zhì)特征，將其下古生界主要劃分為海岸沉積體系、碳酸鹽臺地沉積體系、臺地邊緣沉積體系和深水斜坡海槽沉積體系［6， 14-18］。

1.1 海岸沉積體系

海岸沉積主要發(fā)育在鄂爾多斯的中、下寒武統(tǒng)。海岸沉積又可分為無障壁海岸沉積和障壁海岸沉積。濱海沉積體系是正常浪基面到最大潮面之間的濱海帶，或稱海岸帶，主要的水動力來源為波浪和潮汐作用。由于該區(qū)域的水動力和水化學(xué)條件以及海岸地形的多樣性，使得該體系的沉積相組合較為復(fù)雜。根據(jù)海岸線的發(fā)育情況以及波浪和潮汐作用的相對強(qiáng)弱，濱海沉積體系可分為無障壁海岸和障壁海岸。

無障壁海岸即海岸線較平直、向海沒有障壁島的遮擋、海水循環(huán)良好的開闊的海岸帶，發(fā)育廣闊的濱海平原，主要受波浪作用影響，水動力條件較強(qiáng)；按照水動力和沉積物特征，可進(jìn)一步劃分為砂質(zhì)或礫質(zhì)高能海岸和粉砂淤泥質(zhì)低能海岸。鄂爾多斯下古生界為開闊的陸表海，隨岸線變遷，可形成寬厚的砂質(zhì)海岸沉積；按海岸地貌可以繼續(xù)劃分出海岸沙丘、后濱、前濱和近濱等。無障壁海岸沉積主要分布于中下寒武統(tǒng)的辛集組、蘇峪口組和中奧陶統(tǒng)的三道坎組等，巖性以石英砂巖為主，分選和磨圓度較好，成分和結(jié)構(gòu)成熟度較高，發(fā)育羽狀層理、槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理、沖洗交錯(cuò)層理、平行層理等，尤以大型的沖洗交錯(cuò)層理為其典型標(biāo)志。

障壁海岸的海岸線曲折，向海發(fā)育較多的障壁，如砂壩、顆粒灘等。由于障壁的遮擋，使近岸海域與大洋呈半連通狀，向岸一側(cè)處于半局限或局限環(huán)境，水動力條件以潮汐為主，向海方向依次發(fā)育潮坪→潟湖→障壁島復(fù)合沉積體系。障壁海岸沉積主要分布于中下寒武統(tǒng)的五道淌組、朱砂洞組、陶思溝組和饅頭組等，以泥巖、砂巖和碳酸鹽巖或混合沉積為主，發(fā)育羽狀交錯(cuò)層理，壓扁、波狀和透鏡狀層理等，具干裂、蟲孔、蒸發(fā)巖等暴露標(biāo)志。

1.2 碳酸鹽臺地沉積體系

碳酸鹽臺地沉積體系是鄂爾多斯下古生界分布最廣的一個(gè)沉積類型，廣泛分布于寒武系和奧陶系，基本上由灰?guī)r和白云巖及部分蒸發(fā)巖類組成，碎屑巖不發(fā)育。下古生界發(fā)育有陸表海臺地和陸緣海鑲邊臺地兩種類型，其中陸表海臺地主要分布于區(qū)內(nèi)的中上寒武統(tǒng)和中下奧陶統(tǒng)，其特征是地形相對平坦、水體較淺、展布范圍較廣。鑲邊臺地主要分布于鄂爾多斯西南緣的上奧陶統(tǒng)，以發(fā)育高能的臺地邊緣礁灘相為典型特征。根據(jù)古地理位置和水動力條件，碳酸鹽臺地相可以進(jìn)一步劃分為蒸發(fā)臺地亞相、局限臺地亞相和開闊臺地亞相。

1.2.1 蒸發(fā)臺地亞相 其通常位于海平面以上的低能帶，海水循環(huán)差，能量較弱，由于氣候干旱，水體蒸發(fā)量大，含鹽度很高。當(dāng)海水進(jìn)一步干化濃縮，水域縮小，水體變淺，鹽度達(dá)到石膏可以沉淀的程度。在這種淺而靜滯的高鹽度鹵水中，可形成鹽巖及夾紋層狀石膏的碳酸鹽巖，常常形成咸化潟湖和潮間潮上的膏云坪，其特征是膏鹽巖和含膏鹽白云巖以及粉晶白云巖交互成層，是局限海臺地一類比較特殊的沉積環(huán)境。該相帶主要分布于鄂爾多斯中東部，層位上主要見于馬家溝組馬一段、馬三段、馬五段。它是馬家溝期海進(jìn)階段中的相對海退期，包括了潮上泥云坪、薩勃哈及潮間云坪等微相。蒸發(fā)臺地主要的巖石類型為層狀的石膏和鹽巖、準(zhǔn)同生的泥粉晶白云巖、含膏云巖以及膏鹽溶角礫巖等，沉積構(gòu)造以淺水暴露標(biāo)志為主，常見泥裂、鳥眼、垂直蟲孔、膏鹽假晶等，生物化石稀少。在垂向上，其常形成向上變淺、變薄、變咸的旋回層序。蒸發(fā)臺地相的測井響應(yīng)主要表現(xiàn)為：自然伽瑪曲線整體呈高值，微齒狀起伏;聲波曲線較為平直，呈極小鋸齒狀起伏;體積密度曲線整體呈高值，石膏為最高值，鹽巖為低值;電阻率高。

1.2.2 局限臺地亞相 其廣泛分布于陸表海臺地沉積之中，是構(gòu)成臺地沉積體系的主要相帶之一。由于受古陸、水下隆起或臺地淺灘等遮擋的影響，通常海水局限，循環(huán)不暢，水動力較弱，以發(fā)育潮坪－潟湖沉積為特征，尤其是以潮間坪－潮上坪為主。其沉積環(huán)境相對較為封閉，海水流通不暢，鹽度通常較高，生物種類稀少，以窄鹽度生物為主。

潟湖為局限海臺地內(nèi)相對低洼的區(qū)域。該相帶中各種淺水暴露構(gòu)造趨多，而膏（鹽）湖是奧陶系馬家溝組較為發(fā)育的一個(gè)相類型。其主要位于臺地內(nèi)部榆林—米脂和南部的宜川—富縣一帶；其形成是由于臺地內(nèi)部受中央古隆起及臺緣灘的控制，水體不通暢，在干旱氣候條件下，蒸發(fā)量大于海水補(bǔ)給量；其主要由蒸發(fā)相白云巖、膏巖、鹽巖、鹽溶角礫巖組成。

潮坪發(fā)育在波浪能量低、具明顯潮汐周期的平緩傾斜的海岸地區(qū)。一般來說，潮坪是由被潮道和潮溝所切割的平原組成的，它可分出潮上帶、潮間帶和潮下帶，主要部分是潮間帶，也稱潮間坪。因?yàn)槌逼旱牡匦纹露葮O為平緩，潮坪上潮汐水位升降的幅度（即潮差）一般為2～3 m，最大可達(dá)10～15 m，故在平面上可出現(xiàn)相當(dāng)寬闊的潮間帶。在潮間坪的高潮線附近，是一個(gè)低能環(huán)境，泥質(zhì)沉積為主，稱為“泥坪”或“高潮坪”;低潮線附近能量高，以砂質(zhì)沉積為主，稱為“砂坪”或“低潮坪”;二者之間的過渡地帶，能量中等，具砂泥質(zhì)沉積，稱“混合坪”或“中潮坪”。潮坪的潮上部分稱潮上坪，發(fā)育沼澤和鹽坪。潮坪的潮下部分主要被潮汐水道、水下砂壩和砂灘所占據(jù)。潮坪沉積也可分為渾水和清水兩種沉積類型。前者以陸源碎屑沉積為主，后者以碳酸鹽沉積為主。

渾水潮坪以黏土巖、粉砂巖、細(xì)砂巖為主，礫巖極少見。在平面上，由海向陸，沉積物粒度呈由粗變細(xì)的帶狀分布。在潮下帶的潮汐通道內(nèi)，因潮流作用強(qiáng)、能量高，沉積物以砂為主，形成水下砂壩、砂灘，并常富含生物介殼和泥礫。潮間坪上，從海向陸，由較純的砂質(zhì)沉積過渡為泥質(zhì)沉積，從而形成了砂坪、砂泥混合坪和泥坪。潮上坪若發(fā)育有沼澤，可有泥巖沉積；干旱氣候帶的潮上坪可形成鹽沼、鹽坪，可有石膏等蒸發(fā)鹽類沉積。清水潮坪以碳酸鹽沉積為主。潮上帶長期出露水面，海水蒸發(fā)量大，鹽度高，發(fā)育紋層狀準(zhǔn)同生白云巖、泥質(zhì)白云巖沉積，層薄色淺，泥質(zhì)含量較高，潮濕環(huán)境多藻席，干旱環(huán)境多石膏。潮間帶主要發(fā)育藻坪、云坪、泥云坪及潮汐溝的礫屑碳酸鹽巖沉積；沉積物以各種灰泥和顆?；?guī)r或云巖為主，疊層石發(fā)育，潮汐溝發(fā)育潮道的礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r沉積。低能潮下帶主要以灰泥質(zhì)生物灰?guī)r、含灰泥的內(nèi)碎屑灰?guī)r以及球粒灰泥灰?guī)r為主，高能潮下帶主要為亮晶顆粒石灰?guī)r沉積。

潮坪沉積構(gòu)造類型多樣。泥坪上多見水平紋層或水平波狀紋層，混合坪上多具脈狀、波狀、透鏡狀層理（見圖1A），系由漲落潮時(shí)形成的沙波與平潮期的泥質(zhì)沉積組合而成。由于暴露地表，干裂、雨痕、冰雹痕、鳥眼、泥皮、足跡、爬痕、蟲孔等發(fā)育，干燥氣候條件下的泥坪上可見石膏及鹽類晶體。砂坪上常出現(xiàn)由多次漲潮造成的羽狀交錯(cuò)層理，這是潮坪沉積的重要標(biāo)志之一。在潮下帶的潮汐通道內(nèi)可見大型流水交錯(cuò)層理、羽狀交錯(cuò)層理等。潮坪沉積主要發(fā)育在鄂爾多斯西南緣的中下寒武統(tǒng)和中下奧陶統(tǒng)。臺地潮坪以碳酸鹽巖沉積為特征，且多由海退沉積序列組成，一般由潮間帶的灰云坪、云坪、顆粒灘向上過渡為潮上帶的泥云坪、膏云坪等，局部出現(xiàn)薩布哈。

局限臺地相的測井響應(yīng)主要表現(xiàn)為：自然伽瑪曲線整體呈低值，微齒狀起伏;聲波曲線為中低值，呈極小鋸齒狀起伏;體積密度曲線整體呈高值，石膏為最高值，鹽巖為低值;電阻率高，是區(qū)域上利用測井對比地層的一個(gè)明顯標(biāo)準(zhǔn)層。

1.2.3 開闊臺地亞相 開闊臺地深度為幾米到幾十米，與廣海相連，海域廣闊，海水循環(huán)比較好，能量中等，鹽度正常，宜于各種生物生長，以廣鹽度生物為主。沉積界面在平均低潮面與浪基面之間，水較淺。在近岸及淺水區(qū)是顆?；?guī)r沉積物，遠(yuǎn)岸過渡為粒泥灰?guī)r及生物泥晶灰?guī)r沉積物。在剖面上表現(xiàn)為由高能量的顆?；?guī)r到低能量的泥晶灰?guī)r；伴隨著海水鐘擺式的動蕩，會形成高、低能量交互出現(xiàn)的沉積序列。該相帶無論是在地域上還是層位上，都是鄂爾多斯地區(qū)最為發(fā)育的類型。其主要巖石類型為各種顆粒石灰?guī)r及泥晶灰?guī)r，如生物碎屑顆?；?guī)r、砂屑灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、灰泥灰?guī)r、生物泥晶灰?guī)r、泥晶藻灰?guī)r等，但以顆粒灰?guī)r為主，其余類型的灰?guī)r是臺內(nèi)洼地形成的，有時(shí)還有一些陸源碎屑的透鏡體或薄層，一般為厚層狀，層理不發(fā)育（見圖1B）。常見的生物群很豐富，有大量的生物碎屑，如三葉蟲、介形蟲、軟體生物、有孔蟲、腕足類、腹足類、菊石、棘皮動物碎屑等（見圖1C）。

開闊海臺地相的測井響應(yīng)主要表現(xiàn)為：自然伽瑪曲線整體呈低值，微齒狀起伏；聲波曲線為中低值，呈極小鋸齒狀起伏；體積密度曲線整體呈高值；電阻率高。

1.3 臺地邊緣沉積體系

臺地邊緣即淺水臺地與深水斜坡之間的轉(zhuǎn)折部分，即臺地鑲邊。空間上它們多沿臺地邊緣呈條帶狀或鏈狀斷續(xù)分布，受臺地、深水盆地的同生斷裂控制。其處于臺地的外側(cè)，面向廣海，海水動蕩，水體能量高，但溫度和鹽度正常，適于生物生長。臺地邊緣沉積體系包括了臺地邊緣淺灘、臺地邊緣生物礁和臺地前緣斜坡亞相。

1.3.1 臺地邊緣淺灘 其位于開闊海臺地邊緣淺水高能帶，主要發(fā)育灘、準(zhǔn)灘和雛灘。淺灘水深從5～15 m到高出水面，海水循環(huán)良好，氧氣充足，鹽度正常，但由于底質(zhì)處于移動狀態(tài)，故不適于海洋生物棲息繁殖。它面向廣海一側(cè)有生物礁或無生物礁發(fā)育。巖性以亮晶顆?；?guī)r為主，還包括泥質(zhì)灰?guī)r、泥晶顆粒灰?guī)r等。顆粒以砂屑和生屑為主，顆粒磨圓度較高，分選較好，常見鮞?；?guī)r及包粒灰?guī)r，反映了清澈動蕩和渾濁低能的沉積環(huán)境交替出現(xiàn)。造灘生物以腕足類和海百合為主，生物灘沉積物中，顆粒體積分?jǐn)?shù)可達(dá)80%～90％，原地生物很少，大部分為大型腹足類、雙殼類化石碎片，且定向排列。此外，顆?；?guī)r含有豐富的藻類，如褐藻、孔層藻及綠藻等。淺灘相一般都以淺海相粉泥屑生屑灰?guī)r為基座，由此向上造灘，顆粒含量逐漸增多，最后為主灘。

1.3.2 臺地邊緣生物礁 生物礁是由造礁生物形成的、具有一定抗浪能力和地貌高度的碳酸鹽沉積體，按其平面形態(tài)可分為線狀礁和點(diǎn)狀礁兩大類。線狀礁又可分為礁前、礁坪和礁后3部分：礁前是一個(gè)陡坡，造礁生物在其上部造礁并發(fā)生生態(tài)分帶，該區(qū)是生物礁生長和原地堆積最主要的部位，3類礁灰?guī)r隨礁的分帶性呈現(xiàn)規(guī)律性變化;礁坪水深一般不超過1～2 m，以來自前方被打碎的礁屑沉積物為主，可含有原地生長的造礁生物;礁后以來自于附近礁坪更細(xì)的礁屑沉積物為主。點(diǎn)狀礁可劃分出礁核、礁翼和礁間3個(gè)部分：礁核通常是結(jié)核狀或扁豆?fàn)畹奶妓猁}塊體，由礁灰?guī)r組成;礁翼為層狀灰質(zhì)礫巖或砂巖，由礁核向外傾斜變薄;礁間則為正常淺水的灰?guī)r和頁巖。規(guī)模較大的線狀礁（堤礁或堡礁）通常發(fā)育在開闊臺地的邊緣，為臺地邊緣生物礁；點(diǎn)狀礁多見于較低能的環(huán)境，如開闊海臺地或陸棚內(nèi)的斑礁（見圖1D）。

1.3.3 臺地前緣斜坡

臺地前緣斜坡位于臺地前緣的向海斜坡帶，斜坡角度不等，通常大于30°；沉積物主要由各種碎屑組成，橫向上很不穩(wěn)定，近臺地一側(cè)粒度較粗，以角礫巖為主，向廣海方向粒度逐漸變細(xì)。臺前斜坡在鄂爾多斯的邊緣廣泛分布，主要分布于西緣的中上寒武統(tǒng)和西南緣的中上奧陶統(tǒng)；在不同時(shí)期和不同的區(qū)域，其巖石組合類型大不相同，如內(nèi)蒙烏海桌子山中上寒武統(tǒng)，以碳酸鹽重力流和薄層泥質(zhì)條帶灰?guī)r沉積為主，而在隴縣背鍋山組則以礫屑灰?guī)r為主，富平趙老峪組以碳酸鹽碎屑流和薄層灰?guī)r為特征。

臺前斜坡除正常的斜坡沉積物外，以發(fā)育碳酸鹽的滑塌、滑坡、碎屑流、顆粒流、液化流和濁流等沉積為特征。碎屑組分為來自于臺地以及斜坡本身的沉積物，包括粗粒和細(xì)粒兩部分，粗粒部分主要為碳酸鹽巖塊、礫屑、砂屑、鮞粒以及生物碎屑等，具有淺水沉積特征;細(xì)粒部分主要為斜坡本身沉積的灰泥。因此，其沉積物粒度區(qū)間變化較大，這主要取決于其搬運(yùn)方式以及支撐機(jī)理，滑塌和滑坡沉積體可延伸數(shù)千米，礫石大小可達(dá)數(shù)十米，如趙老峪地區(qū)，向碎屑流、顆粒流、液化流和濁流過渡，粒度逐漸減小。

臺前斜坡在沉積構(gòu)造上以發(fā)育滑塌及重力流沉積構(gòu)造為特征，從近臺地側(cè)向深水斜坡可依次發(fā)育大型的滑塌-滑坡、碎屑流、顆粒流、濁流等沉積（見圖1E，圖2）；沉積構(gòu)造從無分選到有分選，從無遞變到有遞變，常見滑塌、揉皺變形構(gòu)造、粒序?qū)永淼瘸练e構(gòu)造。隨水動力、斜坡條件、支撐機(jī)制以及沉積物特征的變化，各種重力流沉積在橫向和縱向上發(fā)生更替和疊加。

鄂爾多斯西南緣臺地前緣斜坡沉積主要為各種重力流碳酸鹽巖沉積以及原地沉積的深水薄層泥晶灰?guī)r等，主要巖性有角礫灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、塌積巖、礁屑灰?guī)r、生屑灰?guī)r、泥?；?guī)r、粒泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r以及頁巖等（見圖1E）。原地沉積的細(xì)粒沉積物顏色一般為深灰色—黑灰色，薄層狀，可見水平遺跡化石?；陨锼槠瑸橹?，為淺水臺地搬運(yùn)而來。

碳酸鹽重力流沉積是臺前斜坡十分發(fā)育的沉積類型，可作為臺地邊緣存在以及尋找臺地邊緣生物礁、灘相的一個(gè)重要標(biāo)志。根據(jù)沉積物的搬運(yùn)方式和支撐機(jī)理，可將其劃分為碎屑流、顆粒流、液化流和濁流4種類型。研究區(qū)以碎屑流和濁流沉積最為發(fā)育，顆粒流沉積也有發(fā)育（見圖1），而液化流少見。

碎屑流主要分布在鄂爾多斯西緣的中上寒武統(tǒng)和西南緣的上奧陶統(tǒng)，碎屑成分主要為來自于淺水臺地的碳酸鹽巖，顆粒大小不一，雜亂堆積（見圖1F）。根據(jù)基質(zhì)含量，其可分為富基質(zhì)碎屑流和貧基質(zhì)碎屑流的兩大類。鄂爾多斯西緣北段的桌子山一帶，中上寒武統(tǒng)發(fā)育大量的竹葉狀礫屑灰?guī)r，前人多認(rèn)為是淺水風(fēng)暴沉積。本研究發(fā)現(xiàn)，這些竹葉狀灰?guī)r通常呈中薄層狀，與薄層泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r或頁巖互層，竹葉狀灰?guī)r發(fā)育有滑動構(gòu)造，角礫棱角狀，部分順層排列，沿原始沉積層理斷續(xù)分布，呈明顯的碎屑流特征，薄層灰?guī)r和頁巖中發(fā)育水平蟲跡，都說明這套地層為臺地斜坡重力流沉積而非風(fēng)暴沉積。顆粒流沉積一般為中薄層，以砂級顆粒灰?guī)r為主，顆粒主要有砂屑、生屑、鮞粒等，主要發(fā)育在平?jīng)鼋M和西緣的張夏組、阿不切亥組等。濁積巖同樣集中分布于西緣的中上寒武統(tǒng)和西南緣的上奧陶統(tǒng)，濁積巖鮑瑪序列發(fā)育，常見粒序?qū)永怼⑵叫袑永?、沙紋層理以及水平層理等，底部具槽模。碳酸鹽巖濁流沉積以砂屑、粉屑為主，與深水相薄層泥晶灰?guī)r或泥巖不等厚互層。

本研究在實(shí)測岐山曹家溝剖面時(shí)發(fā)現(xiàn)，馬家溝組發(fā)育大量的碳酸鹽巖重力流沉積，并與紋層狀或薄層狀灰?guī)r交互成層。岐山地區(qū)的重力流主要發(fā)育有碎屑流和濁流，碎屑流通常單層較薄，礫屑大小一般為毫米級，在厚層碎屑流中可達(dá)厘米級，礫屑多呈棱角狀，大小混雜，其礫屑含量變化較大，礫徑較大者具有明顯的水平紋層，應(yīng)為下伏薄層或紋層的碳酸鹽巖。此外，該剖面還出現(xiàn)大量的中厚層狀的礫屑碳酸鹽巖，礫徑一般為厘米級，大小混雜，縱向上常常和砂屑灰?guī)r或紋層狀灰?guī)r相共生，同樣應(yīng)屬碳酸鹽巖臺地前緣斜坡上的碎屑流建造（見圖1G）。該區(qū)濁流的鮑馬序列多發(fā)育不齊全，常見AB段或AE段，并以A段最為發(fā)育；底部可含礫，底面具沖刷構(gòu)造，粒度遞變清晰，向上可遞變?yōu)锽段或E段。岐山曹家溝剖面，奧陶系馬家溝組重力流的發(fā)育以及與其相伴而生的薄層或紋層狀碳酸鹽巖均表明，該地區(qū)在中奧陶世馬家溝期，臺地前緣深水斜坡相沉積的存在。

1.4 深水斜坡-海槽沉積體系

其位于臺前斜坡的外側(cè)，包括大陸斜坡到深海盆地，由于鄂爾多斯西南緣由大陸斜坡很快進(jìn)入深水海槽-盆地，相帶較窄且相互疊置，而外側(cè)的海槽-盆地相亦不甚典型，因此，在此將其合而為一。該區(qū)海水深較大，通常大于200 m，水體循環(huán)差，基本上為靜水缺氧環(huán)境，底棲生物稀少，種類單調(diào)，浮游類相對發(fā)育。沉積物主要由比較寧靜的遠(yuǎn)洋或半遠(yuǎn)洋細(xì)粒沉積物和遠(yuǎn)源搬運(yùn)的重力流沉積物間互組成。深水斜坡-海槽相沉積主要發(fā)育在河西走廊一帶的香山群、米缽山組和西南緣上奧陶統(tǒng)平?jīng)鼋M及其相當(dāng)?shù)牡貙樱ㄒ妶D1H）。由于不同的沉積古地理格局，其形成了不同的深水巖石組合：西緣以陸源泥質(zhì)巖為主，夾陸屑和碳酸鹽重力流沉積;富平地區(qū)以薄層碳酸鹽巖為主，夾碳酸鹽巖重力流沉積;河西走廊的香山群和米缽山組則是一套以濁積砂巖為主的厚度巨大的沉積序列。

晚奧陶世平?jīng)銎?，研究區(qū)西緣處于深水斜坡-海槽沉積環(huán)境，平?jīng)鲆粠幱谄露容^陡的斜坡區(qū)并向西急劇加深，受同生斷裂控制，斜坡地形呈階梯狀下降，地層厚度向西迅速增至數(shù)千米，形成了裂坡型的沉積格局。在平?jīng)鎏y(tǒng)山、烏海老石旦等剖面，均發(fā)育黑色筆石頁巖夾重力流沉積，主要巖性有黑色頁巖、泥巖、深灰—黑色泥晶灰?guī)r、濁積砂巖、濁積碳酸鹽巖、碎屑流灰?guī)r等，并夾有凝灰?guī)r沉積，代表區(qū)內(nèi)下古生界水體最深的沉積（見圖1I）。此時(shí)，外側(cè)的米缽山組沉積形成了一套厚度巨大的濁積砂巖、粉砂巖組合，其物源應(yīng)來自西北側(cè)的阿拉善古陸。

富平地區(qū)的趙老峪組巖性以薄板狀灰?guī)r、放射蟲硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r為主，夾有碳酸鹽巖碎屑流、顆粒流及濁流沉積，厚度近千米，巖性、沉積構(gòu)造和古生物等特征都反映其為深水斜坡-海槽的沉積環(huán)境，該深水海槽呈NE向伸入淺水臺地之中［19-20］。在本段沉積中有兩類特征的深水沉積物，即放射蟲硅質(zhì)巖和沉凝灰?guī)r，其在趙老峪的下部分布相對較多，這說明下部水體最深。在海槽斜坡地帶，重力流沉積十分發(fā)育，多夾于薄層泥晶灰?guī)r之中，這說明該海槽由于深入臺地，兩側(cè)地形較陡，易于發(fā)生重力流沉積。

2 早古生代沉積演化

2.1 寒武紀(jì)

鄂爾多斯經(jīng)過中新元古代的長期、大范圍抬升剝蝕以后，自早寒武世滄浪鋪期開始海侵，在華北地區(qū)的南部開始接受沉積［1-3， 5-6， 15， 20-28］。

2.1.1 早寒武世辛集期 早寒武世，其沉積主體分布在西南緣地區(qū)，最初海水從西、南兩個(gè)方向侵入鄂爾多斯西緣和南緣，形成了“L”型的海域（見圖3），主體沉積了一套含磷的碎屑巖建造。辛集組沉積期，鄂爾多斯西南緣為一個(gè)相對統(tǒng)一的環(huán)臺地邊緣的沉積區(qū)，表現(xiàn)為沉積地層具有由東向西、由北向南依次增厚的特點(diǎn)。

辛集期沉積由南向北、從西向東依次超覆；在海侵較早的盆地邊緣地區(qū)，下部沉積了下粗上細(xì)的濱海潮坪相碎屑巖系，其中大都夾有碳酸鹽巖層；向上過渡為碳酸鹽巖及含泥云巖，反映了海進(jìn)初期的沉積序列。大體以石嘴山—鹽池—平?jīng)觥胗巍司n城一線為界，以北地區(qū)為統(tǒng)一的臺地隆起區(qū)，鄂爾多斯地塊內(nèi)部不存在相對獨(dú)立的中央古隆起；以南至北秦嶺海槽為統(tǒng)一的沉積區(qū)，東部古陸地勢較高未接受沉積，向西、向南水體漸深，沉積厚度增大，反映為一開闊平緩的地臺邊緣沉降帶。這個(gè)以含磷碎屑巖為主要沉積區(qū)的范圍向南延伸至海原—洛南斷裂一線，水體較淺，以海岸沉積為主，潮坪環(huán)境發(fā)育，基本上是一個(gè)陸外為坪、坪外為海、海外為槽的古地理格局。

區(qū)域上的辛集組、蘇峪口組巖性以含磷陸源碎屑巖為主，夾泥晶灰?guī)r、白云巖，粗碎屑含量的分布由海向陸方向逐漸增加，細(xì)碎屑含量卻由高到低。粗碎屑沉積在環(huán)臺地邊緣的濱岸地區(qū)，細(xì)碎屑沉積在遠(yuǎn)岸的較深水域。這一分布規(guī)律表明古陸在北，海域在南，陸源物質(zhì)供應(yīng)方向具有由北向南和由東向西的物源供給特點(diǎn)。在蘇峪口、青龍山、平?jīng)觥㈦]縣、洛南以北等地，巖石都以褐灰色含磷鈣質(zhì)砂巖、灰白色石英砂巖為主，發(fā)育波痕，含生物碎屑，代表了較高能環(huán)陸砂坪相沉積的特征。在洛南石門鎮(zhèn)以南的保安、頁山河、靈口一帶，除底部發(fā)育極少量灰黑色含錳、磷灰?guī)r之外，其上幾乎全是灰色、灰白色厚層白云巖，含三葉蟲和軟舌螺等，說明水體逐漸加深至開闊海臺地的沉積環(huán)境。

辛集期古地理環(huán)境綜合表現(xiàn)為，自北向南依次為鄂爾多斯古陸，西、南緣淺水潮坪和北祁連—北秦嶺深水海盆，海原—洛南斷裂以北的沉積區(qū)為穩(wěn)定地臺的淺海環(huán)境，推測走廊帶為開闊海沉積環(huán)境，海原—洛南斷裂以南和商丹斷裂以北為祁連—北秦嶺裂陷海槽。

2.1.2 早寒武世朱砂洞期

早寒武世朱砂洞期，海侵進(jìn)一步發(fā)展，基本構(gòu)造面貌與辛集期大體相同，沿鄂爾多斯西南緣呈L型分布，但沉積厚度有所增加，沉積區(qū)范圍向東、向北有所擴(kuò)大；相對于辛集組的超覆沉積，沉積格局依然呈現(xiàn)為地層厚度由東向西、由北向南逐漸增厚的特點(diǎn)（見圖4）。大體以石嘴山—鹽池—平?jīng)觥胗巍司咏蛞痪€為界，其以北地區(qū)為統(tǒng)一的隆起區(qū)，以南為統(tǒng)一的沉積區(qū)，這個(gè)以碳酸鹽巖為主體的沉積區(qū)范圍向南延伸至海原—洛南斷裂一線。

朱砂洞期巖相古地理特征和辛集期相比，最為明顯的變化是由碎屑巖為主的沉積變?yōu)橐蕴妓猁}巖沉積為主，自下而上碳酸鹽巖含量增多，碎屑巖含量明顯變少，區(qū)域上基本不含或少含碎屑巖夾層，僅局部夾層發(fā)育有砂質(zhì)白云巖，主體屬鄂爾多斯臺地的外側(cè)淺水陸表海的潮坪相沉積。在西緣北段，巖性主要表現(xiàn)在，近陸一側(cè)為一套灰色、深灰色中厚層泥質(zhì)白云巖、砂質(zhì)白云巖，向西、向南開始發(fā)育白云質(zhì)灰?guī)r、薄—中層灰?guī)r。在蘇峪口剖面，五道淌組發(fā)育灰色—深灰色厚層—塊狀白云巖、砂屑白云巖、砂質(zhì)白云巖，生物碎屑常見，含大量的藻灰結(jié)核，代表較高能的沉積環(huán)境，綜合判定為潮間帶下部的沉積環(huán)境。

同心青龍山剖面，朱砂洞組以薄層細(xì)粉晶白云巖為主，夾砂質(zhì)白云巖，固原縣老爺山為灰白色厚層白云巖與黃色泥質(zhì)白云巖互層，岐山為灰、深灰色白云巖，并含藻類化石，均代表了潮坪沉積的特征。在洛南石門填以北的桑坪、石坡、臺峪一帶，其為紫紅色、淺灰色厚層—塊狀角礫狀白云巖、礫屑白云巖、灰—深灰色厚層白云巖或灰?guī)r等，普遍見有燧石團(tuán)塊或條帶，偶見三葉蟲碎片，其中泥裂、石鹽假晶及交錯(cuò)層理亦較發(fā)育，則反映了潮間帶上部為暴露環(huán)境；洛南石門鎮(zhèn)以南過渡為灰、灰白色或深灰色白云巖，單層明顯變薄，水體加深。海原—洛南斷裂以南和商丹斷裂以北為祁連—北秦嶺裂陷海槽。

早寒武世辛集期至朱砂洞期，鄂爾多斯的沉積格局基本穩(wěn)定，表現(xiàn)為環(huán)鄂爾多斯古陸西南邊緣的濱淺海潮坪相沉積。由于辛集期處于海侵早期，沉積物以陸源碎屑巖為主，至朱砂洞期，沉積環(huán)境區(qū)域穩(wěn)定，陸源物質(zhì)供應(yīng)減少，演變?yōu)榍逅奶妓猁}巖沉積。

2.1.3 早中寒武世饅頭期 早寒武世末，鄂爾多斯開始大范圍海侵，至中寒武世饅頭晚期，沉積范圍逐漸擴(kuò)展，鄂爾多斯的基本構(gòu)造面貌較早寒武世有了極大的變化，主要表現(xiàn)為：沉積區(qū)范圍向北大范圍擴(kuò)大，華北古陸范圍持續(xù)縮小，沉積地層依然具有由東向西、由北向南依次增厚的特點(diǎn)（見圖5）。

饅頭早期，鎮(zhèn)原隆起將鄂爾多斯西側(cè)祁連海與南緣的秦嶺海相對分隔，內(nèi)側(cè)地區(qū)為統(tǒng)一的隆起區(qū)，屬大華北隆起區(qū)的一部分。外側(cè)至北祁連—北秦嶺為統(tǒng)一的沉積區(qū)，形成以碎屑巖-碳酸鹽巖間互沉積為主體的濱岸潮坪-開闊臺地相沉積。

饅頭晚期，其沉積范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，鄂爾多斯大部分地區(qū)都被海水所覆蓋，陸地面積大范圍縮小，鄂爾多斯古陸被分割為伊盟古陸、中央古陸及呂梁古陸，中央古隆起開始形成。沉積層序上，向上碎屑巖含量顯著較少，轉(zhuǎn)變?yōu)榇筇椎奶妓猁}巖沉積，這表明海侵?jǐn)U大，由早期的混積潮坪轉(zhuǎn)變?yōu)榍宄旱奶妓猁}巖臺地沉積。同時(shí)，在西緣的桌子山—賀蘭山一帶開始發(fā)育臺地前緣斜坡相沉積，表明西緣北段開始明顯裂陷，因此推測更外側(cè)的走廊帶亦屬于臺地前緣斜坡相的沉積范圍。

饅頭期，陸源以細(xì)粒的泥和粉砂為主，向北，陸源碎屑物質(zhì)含量明顯增加，向南，陸源碎屑物質(zhì)減少。這種特征反映，盡管沉積區(qū)出現(xiàn)了隆拗分異，但主體仍呈現(xiàn)北高南低、東高西低的古地貌特點(diǎn)。饅頭早期，其沉積范圍大體在中陽古陸以外的西南緣地區(qū)，沉積物以紫紅色泥巖、粉砂巖及薄層灰?guī)r、泥灰?guī)r為主，并夾有顆粒灰?guī)r，生物碎屑發(fā)育，代表環(huán)陸的濱岸潮坪沉積環(huán)境。向上沉積范圍迅速擴(kuò)大，碎屑巖逐漸減少，碳酸鹽巖逐漸增加，至饅頭晚期，鄂爾多斯主體基本演變?yōu)樘妓猁}巖為主的碳酸鹽巖臺地沉積環(huán)境。

由于伊盟古陸、慶陽古陸、呂梁古陸以及西側(cè)賀蘭拗拉槽的制約，其區(qū)域上沉積環(huán)境的分異性更加明顯。由于古隆起的形成和阻擋作用，鄂爾多斯內(nèi)部地勢低洼平坦地區(qū)的水動力條件較弱，加上氣候炎熱干燥，形成了一套局限臺地相的潮坪亞相沉積。因靠近古陸，陸源物質(zhì)也相對發(fā)育，底部亦可能發(fā)育底礫巖，不整合在前寒武系基底之上；巖性主要為一套紫紅色頁巖為主，夾白云質(zhì)泥巖、泥質(zhì)云巖，發(fā)育干裂、石鹽假晶、鳥眼、蟲孔、波痕、脈狀、波狀、透鏡狀層理、羽狀交錯(cuò)層理等構(gòu)造，代表潮上帶—潮間帶上部的砂泥混合坪的沉積環(huán)境。向上逐漸向清水沉積過渡，陸源碎屑減少，水體加深，水動力增強(qiáng)，沉積了以薄層泥質(zhì)條帶灰?guī)r、薄層灰?guī)r夾顆?；?guī)r為主的泥灰坪為主的潮間帶沉積。該相帶的大體范圍沿古隆起以內(nèi)的鄂托克旗—定邊—華池—延安一線分布。

古隆起的外側(cè)主體為開闊海臺地相沉積。在鄂爾多斯西緣和南緣，巖性以深灰色灰?guī)r、泥灰?guī)r為主，顆?；?guī)r相對發(fā)育，夾粉砂巖和頁巖。河津西硙口剖面，下部為紫紅色泥頁巖夾薄層泥灰?guī)r，上部過渡為中厚層灰?guī)r、顆?；?guī)r為主的沉積，涇陽、岐山、隴縣一帶皆發(fā)育中薄層的泥質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、竹葉狀礫屑灰?guī)r等，在西緣的陰石峽、青龍山等地也都為灰色灰?guī)r、顆?；?guī)r、泥頁巖的組合，均為低能—高能的開闊海臺地沉積并夾雜顆粒灘沉積。繞慶陽古陸，由于水體淺，能量低，發(fā)育環(huán)陸云泥坪沉積，巖性以紫紅色泥頁巖、泥質(zhì)白云巖、薄層粉細(xì)砂巖、顆?；?guī)r等為主。

饅頭期最大的變化當(dāng)屬西緣北段的桌子山、賀蘭山一帶，早期海水才逐漸達(dá)到本區(qū)，底部含大量石英砂巖，發(fā)育波痕、羽狀交錯(cuò)層理等構(gòu)造，亦見到柱狀疊層石礁灰?guī)r，代表早期的近岸潮坪環(huán)境。后期水體加深，以薄層泥質(zhì)條帶灰?guī)r、頁巖為主，開始發(fā)育臺地前緣斜坡相的碎屑流和濁流沉積表明，此時(shí)西緣的裂陷活動開始發(fā)育，屬活動裂陷早期的沉積，規(guī)模和影響范圍都十分有限。據(jù)此推測，西緣走廊一帶也應(yīng)為相同的臺地前緣斜坡相沉積。陰山地區(qū)此時(shí)也開始發(fā)育一套以陸源碎屑巖為主的、成熟度較高的沉積建造，具水平層理、波痕、交錯(cuò)層理等，反映了濱淺海的沉積環(huán)境。海原—洛南斷裂以南和商丹斷裂以北，依然為祁連—北秦嶺裂陷海槽。

總地來看，早中寒武世饅頭期，鄂爾多斯沉積格局和沉積特征發(fā)生了較大的變化，海侵作用十分明顯，范圍幾乎覆蓋整個(gè)盆地。在鄂爾多斯內(nèi)部的中東部地區(qū)形成陸源碎屑-碳酸鹽巖混積的局限潮坪沉積，外側(cè)過渡為開闊海臺地碳酸鹽巖沉積環(huán)境，并在西緣北段開始裂陷形成臺地前緣斜坡相沉積。從饅頭早期到晚期亦表現(xiàn)為由碎屑巖沉積向碳酸鹽巖沉積過渡的趨勢，饅頭期末，全區(qū)基本上已經(jīng)變?yōu)榍逅妓猁}巖沉積環(huán)境了，并且顆粒灘開始發(fā)育，這是張夏期鮞粒灘發(fā)育的前兆。

2.1.4 中寒武世張夏期 中寒世張夏期，海侵達(dá)到寒武紀(jì)的頂峰，淺而溫暖的海水淹蓋了幾乎全部的鄂爾多斯地區(qū)，形成了廣闊的淺海清水碳酸鹽巖沉積環(huán)境，并發(fā)育形成了大規(guī)模的鮞粒灘沉積（見圖1J）。其沉積格局與饅頭期末基本保持一致，依然呈現(xiàn)為北高南低、東高西低的趨勢，地層厚度自北向南、自東向西呈增厚趨勢，伊盟古陸、中央古陸及呂梁古陸對區(qū)域沉積相帶的展布依然具有明顯的控制作用（見圖6）。區(qū)域上，張夏組以發(fā)育中厚層—塊狀的鮞?；?guī)r或殘余鮞粒云巖為特色，反映沉積時(shí)的高能動蕩的沉積環(huán)境，即開闊高能的顆粒灘沉積。其延伸趨勢與中央古隆起走勢基本一致，向西大體延至賀蘭山一帶，向南延伸至洛南斷裂一線，區(qū)域上分布穩(wěn)定。

中央古隆起內(nèi)側(cè)，大體沿鄂托克旗—定邊—華池—甘泉—延長一線以內(nèi)的鄂爾多斯內(nèi)部區(qū)域，地層厚度較小且變化平穩(wěn)，由于北有伊盟陸，東有呂梁陸，西南側(cè)為淺水的高能顆粒灘沉積，因此，其水體與外海溝通不暢，水體能量較弱，形成了廣闊的局限海臺地的潮坪沉積。其主要巖性為中薄層的灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾鮞?；?guī)r、竹葉狀灰?guī)r的組合，鮞粒含量差別較大，多見泥晶填充。離陸近的地方還含有一些陸源泥質(zhì)，也可發(fā)育準(zhǔn)同生白云巖沉積。

在柳林三川河剖面上，寒武統(tǒng)直接覆蓋在長城系砂巖及太古代片麻巖之上，缺失張夏組沉積，因此靠近呂梁古陸的榆9井下部還發(fā)育有白云巖、泥質(zhì)白云巖和砂質(zhì)白云巖的沉積，并以此為底部的近岸潮坪相沉積和長城系砂巖，不整合在變質(zhì)基底之上。在中陽柏洼坪張夏組，以中薄層—厚層灰?guī)r、鮞?；?guī)r、泥灰?guī)r為主，多含泥質(zhì)條帶，代表半開闊—局限的沉積環(huán)境。興縣惡虎灘則以薄層泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r為主夾少量顆粒灰?guī)r，環(huán)境更為局限、低能。

中央古隆起外側(cè)的南北及東西一線的開闊海區(qū)域，由于和外海溝通通暢，水體淺，能量普遍較高，因此以發(fā)育大套的顆粒灘厚層亮晶鮞?；?guī)r為特征。河津西磑口、韓城華子山剖面張夏組，皆以大套的厚層—塊狀鮞?；?guī)r為特征，亮晶方解石膠結(jié)，厚度一百多米，巖性單調(diào)，屬典型的鮞粒灘沉積。至洛南桑坪一帶，其厚度達(dá)到150 m左右，巖性以鮞?；?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為主，單層變薄，代表更為開闊的臺地沉積環(huán)境。

在中央古隆起周緣的宜探1井、富探1井、淳探1井、旬探1井、慶深1井、慶深2井以及隴字號和蓮字號的眾多鉆井中，均鉆遇或鉆穿該套地層，巖性總體為一套次生的中細(xì)晶—中粗晶的晶粒白云巖。但是，多數(shù)鉆井的巖心觀察，或多或少都存在殘余鮞粒結(jié)構(gòu)，因此其原巖也可歸結(jié)為一套穩(wěn)定的鮞粒灘灰?guī)r沉積。

鄂爾多斯西緣的環(huán)縣陰石峽、同心青龍山、天深1井也主要為一套灰色—深灰色的鮞?；?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r的組合，向西向北鮞粒減少，泥質(zhì)增加，單層厚度變薄，代表水體逐漸變深的開闊臺地相沉積。

在外側(cè)的桌子山—賀蘭山一帶，水體進(jìn)一步加深，沉積厚度加劇，巖性主體為一套灰綠的頁巖、薄層泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、竹葉狀礫屑灰?guī)r及鮞?；?guī)r的組合。經(jīng)詳細(xì)觀察，大多數(shù)的顆粒灰?guī)r和礫屑灰?guī)r應(yīng)屬顆粒流和碎屑流沉積（見圖1K），代表臺地外側(cè)較深水的臺地前緣斜坡沉積環(huán)境。中寒武世末期，海平面逐漸回落，桌子山、東山口剖面還可見到薄層的藻礁沉積，指示了臺地邊緣的沉積環(huán)境，與臺前的斜坡沉積環(huán)境相匹配。據(jù)此推測，走廊一帶仍處于臺地前緣斜坡的沉積范圍。海原—洛南斷裂以南和商丹斷裂以北依然為祁連—北秦嶺裂陷海槽。

陰山地區(qū)的中上寒武統(tǒng)老孤山組，以中薄層灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r為主，并含有石鹽假晶、脈狀層理等構(gòu)造，反映了炎熱干燥的碳酸鹽巖潮坪沉積環(huán)境。而區(qū)內(nèi)的三葉蟲化石也主要分布在中寒武世，與華北區(qū)基本一致。因此，中晚寒武世，陰山南部地區(qū)是位于伊盟古陸北側(cè)的、與華北海相連通的、但相對局限的濱淺海沉積環(huán)境。

中寒武世張夏期，鄂爾多斯最明顯的特征表現(xiàn)為廣布全盆的淺水陸表海沉積，古隆起內(nèi)外差異明顯，內(nèi)側(cè)為局限的碳酸鹽巖潮坪沉積，夾雜少量鮞粒灘，而外側(cè)以開闊高能的鮞粒灘沉積為特征，特別是南緣地區(qū)以大范圍大厚度的鮞?；?guī)r為特色，代表了穩(wěn)定的、被動大陸邊緣的碳酸鹽巖臺地沉積。西緣北段的臺地邊緣環(huán)境更加發(fā)育，臺前斜坡的、非穩(wěn)定的碎屑流礫屑灰?guī)r和正常沉積的薄層頁巖、泥晶灰?guī)r共生。鄂爾多斯由內(nèi)向外，主體呈現(xiàn)為臺內(nèi)潮坪→臺緣坡折→臺前裂陷→海槽的古地理格局，其盆地性質(zhì)應(yīng)屬被動陸緣基礎(chǔ)上發(fā)育的邊緣裂陷海盆。

2.1.5 晚寒武世三山子期 晚寒武世，鄂爾多斯及鄰區(qū)的結(jié)構(gòu)面貌發(fā)生進(jìn)一步分化。自張夏期末開始的海退持續(xù)了整個(gè)晚寒武世，水體變淺，古陸面積增大，主要表現(xiàn)為相對獨(dú)立的中央古隆起進(jìn)一步擴(kuò)大，隆拗相間的構(gòu)造格局更趨明顯。地層厚度仍然是自東向西、自北向南逐漸增厚；由于寒武紀(jì)末的抬升剝蝕，造成晚寒武世地層的上部普遍遭受不同程度剝蝕，使得現(xiàn)今厚度不是十分穩(wěn)定。在繼承張夏期古構(gòu)造格局的基礎(chǔ)上，其總體表現(xiàn)為，鄂爾多斯內(nèi)部廣闊的臺內(nèi)潮坪、西南緣面向秦祁海槽的開闊臺地以及西緣北段的臺地邊緣坡折（見圖7）。

晚寒武世，中央古隆起異常發(fā)育，范圍向北可達(dá)到定邊一帶。由于大范圍的古隆起的阻隔，廣闊的鄂爾多斯均為淺水的局限潮坪沉積環(huán)境。在晚寒武世崮山期，發(fā)育形成了一套灰黃色、紫紅色中薄層泥質(zhì)白云巖、泥粉晶白云巖和泥頁巖的組合，代表潮上帶—潮間帶上部的低能泥質(zhì)產(chǎn)物。在中陽柏洼坪剖面本組下部，發(fā)育土黃色、紫紅色薄層泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r、泥頁巖夾竹葉狀灰?guī)r、竹葉狀白云巖等沉積。在岐山一帶，本組均含有較多的紫紅色、土黃色白云巖、泥質(zhì)白云巖，局部見礫屑灰?guī)r、頁巖等沉積，大量的薄層狀的紫紅色泥質(zhì)白云巖、頁巖的發(fā)育均指示了潮間帶以上的、低能的氧化沉積環(huán)境。

三山子組的一個(gè)主要巖性特征是富含竹葉狀白云巖，在東緣、南緣的野外剖面及多口鉆井中均有發(fā)育，竹葉礫屑多呈扁平狀，磨圓好，粒度可達(dá)幾個(gè)厘米，大體沿層面定向排列，并具有特征的氧化圈構(gòu)造，表明礫石來自氧化的潮上泥云坪沉積，后沿潮汐通道進(jìn)入潮間帶，構(gòu)成特征的潮汐水道沉積。由于晚寒武世整體水體較淺，所以伴隨著海平面的頻繁變化，在鄂爾多斯東部高地區(qū)存在多期明顯的短時(shí)暴露，并形成同生巖溶角礫巖；受此影響，形成了下伏地層的廣泛次生白云巖化。三山子組的另一個(gè)巖性特征便是“砂糖狀白云巖”。區(qū)域上，三山子組的上部多以一套次生的晶粒白云巖為特征，即三山子白云巖，使得原巖及其環(huán)境識別恢復(fù)困難。

晚寒武世，鄂爾多斯的潮坪沉積極其發(fā)育，在南緣可達(dá)到岐山—淳化—富平—運(yùn)城一線。在南部的平1井，其巖性為灰色—深灰色含泥白云巖、含膏含泥白云巖夾竹葉狀白云巖及深灰色云質(zhì)灰?guī)r，竹葉具有紅色氧化圈，說明該處仍處于局限環(huán)境的潮間帶沉積。該帶以南至洛南斷裂一帶水體逐漸加深，在洛南的石門鎮(zhèn)北、永濟(jì)的水幽溝剖面，巖性以灰色中厚層泥質(zhì)白云巖為主，夾薄層泥質(zhì)白云巖或灰?guī)r、鮞粒白云巖，含燧石結(jié)核；石門鎮(zhèn)以南白云巖泥質(zhì)含量極少，局部夾硅質(zhì)層，說明水體開闊，能量增強(qiáng)，代表開闊海臺地相沉積；洛南斷裂以南和商丹斷裂以北為祁連—北秦嶺裂陷海槽。

中央古隆起的西側(cè)相帶發(fā)育較窄，在隴縣景福山、同心青龍山、惠探1井、天深1井、任3井、棋探1井一線發(fā)育開闊海臺地沉積，巖性主要為深灰色、灰色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖夾泥質(zhì)白云巖、竹葉狀灰?guī)r。外側(cè)的賀蘭山、桌子山一帶與張夏組基本一致，形成阿不切亥組的薄層泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾竹葉狀灰?guī)r的沉積，與張夏組在野外特征上基本一致，難以區(qū)分，代表臺地前緣的斜坡沉積。較張夏期而言，晚寒武世西緣的開闊臺地及臺地邊緣相沉積，水體均相對略淺，在臺地相中可發(fā)育潮坪相的、潮汐水道的竹葉狀灰?guī)r沉積。在臺地邊緣低海平面時(shí)期，特別是在晚寒武世的末期，水體明顯變淺，在桌子山的東山口、摩爾溝剖面一帶開始發(fā)育藻礁灰?guī)r，礁體高度較小，通常不超過50 cm，寬度僅幾十厘米至幾米，呈柱狀、點(diǎn)狀、環(huán)狀、緩波狀，礁基為顆?；?guī)r，礁體的圍巖多為白云巖，代表此時(shí)西緣臺地邊緣坡折的構(gòu)造位置。

綜上所述，鄂爾多斯地塊寒武紀(jì)，自東向西、自北向南地層厚度逐漸增加，水體逐漸加深，由內(nèi)向外依次構(gòu)成臺內(nèi)潮坪→臺緣坡折→臺前斜坡→海槽的古地理格局，整體上呈現(xiàn)向南平穩(wěn)緩傾、向西邊緣裂陷的被動大陸邊緣結(jié)構(gòu)型式。從沉積層序上看，由辛集期海侵開始，饅頭期快速擴(kuò)展，張夏期達(dá)到鼎盛，晚寒武世退卻，構(gòu)成一個(gè)完整的演化旋回。寒武紀(jì)末，鄂爾多斯地塊發(fā)生了較為明顯的地殼上升與海水退卻，鄂爾多斯地塊短暫抬升為陸，造成晚寒武世頂部地層的普遍缺失，部分地區(qū)僅保存有崮山組相當(dāng)?shù)牡貙?；該期的暴露，同時(shí)造成了晚寒武世地層大范圍的巖溶事件，特別是在中東部的野外露頭特征十分明顯。

2.2 奧陶紀(jì)

寒武紀(jì)末，海水退卻，鄂爾多斯地塊整體短暫抬升為陸并遭受剝蝕；至早奧陶世開始，海水重新侵入，但僅局限在鄂爾多斯的東南邊緣，鄂爾多斯主體仍為統(tǒng)一的古陸。古陸邊界大體在靈臺—隴縣—正寧—洛川—宜川—黃河一線，以內(nèi)為統(tǒng)一的古陸區(qū)，盆內(nèi)鉆井均揭示為奧陶系馬家溝組直接覆于寒武系不同層位之上；該線以外，地層厚度向外逐漸增加，由北向南、由西向東逐漸增厚，這表明奧陶紀(jì)初期的海侵主要來自華北海方向的東部和南部［2， 4， 7， 14， 16-17， 19， 29-34］。

2.2.1 早奧陶世冶里期、亮甲山期 冶里期沉積特征在區(qū)域上基本一致，巖性主要為淺紫紅、土黃、淺灰、灰色等雜色的泥質(zhì)云巖、云質(zhì)泥巖、泥粉晶云巖夾竹葉狀礫屑云巖，多為薄層狀，多見微細(xì)水平紋層，發(fā)育有鳥眼構(gòu)造、潮汐層理，富平東部的平1井還含有石膏。冶里期作為奧陶紀(jì)初始海侵的產(chǎn)物，廣闊的鄂爾多斯古陸被剝蝕，并提供大量陸源泥質(zhì)，因下伏寒武系上部基本為含泥質(zhì)的碳酸鹽巖沉積，所以只能提供細(xì)粒的泥質(zhì)沉積物。廣大的鄂爾多斯古陸此時(shí)是平坦低緩的，盆地周緣剝蝕古陸的粗粒陸源物質(zhì)無法到達(dá)沉積區(qū)，因此，區(qū)域上，冶里組的特征之一是普遍含泥質(zhì)，加之氣候炎熱干燥，沉積物顏色多為紫紅色。冶里期的另一個(gè)巖性特征是多見竹葉狀礫屑白云巖，部分可見紅色的氧化圈，為來自潮上帶的產(chǎn)物，伴隨著潮汐通道進(jìn)入潮間帶沉積下來。綜上所述，冶里期整體上為一套環(huán)鄂爾多斯古陸的、水體能量較低的、潮間帶上部的泥云坪沉積；向外水體逐漸加深，泥質(zhì)減少，單層變厚，向潮下低能帶過渡（見圖8）。其在永濟(jì)、三門峽一帶形成灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r的組合，底部以角礫巖、頁巖、白云質(zhì)泥灰?guī)r為主；在平?jīng)鋈罍掀拭鏋榛疑自瀑|(zhì)灰?guī)r夾黃綠色白云質(zhì)頁巖，代表外側(cè)是較開闊低能的云灰坪沉積。

亮甲山期的構(gòu)造格局與冶里期十分相似，海侵范圍略有擴(kuò)大，水體加深，沉積地層厚度有所增加，泥質(zhì)沉積物減少，轉(zhuǎn)變?yōu)榍逅妓猁}巖沉積（見圖9）。區(qū)域上，其巖性為淺灰、灰色中厚層狀白云巖、云質(zhì)灰?guī)r夾竹葉狀白云巖、泥巖，富含燧石條帶和團(tuán)塊，局部發(fā)育疊層構(gòu)造。該套地層后期云化強(qiáng)烈，原巖面貌難以恢復(fù)，致使沉積相難以被判定，只能根據(jù)現(xiàn)存的沉積特征進(jìn)行推斷。其巖相古地理繼承了冶里期的特征，鄂爾多斯內(nèi)部仍為統(tǒng)一的古陸，環(huán)古陸的東南緣形成云坪沉積。在偏關(guān)和清水河一帶，下部夾黃綠色頁巖，向南該頁巖消失，并產(chǎn)有頭足類化石、柱狀疊層石，見鳥眼構(gòu)造。在南緣的淳化鐵瓦殿剖面，其為中厚層的白云巖夾殘余砂屑、礫屑白云巖，可見硅化的疊層石，均代表潮間帶的沉積環(huán)境。向外至平?jīng)觥㈦]縣、岐山、芮城、三門峽一帶，巖性變?yōu)榛疑\灰色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、燧石條帶白云質(zhì)灰?guī)r或白云巖，屬于潮下低能的云灰坪沉積。

早奧陶世，鄂爾多斯整體處于低海平面時(shí)期，沉積范圍較小，但環(huán)境相對穩(wěn)定，以環(huán)陸的潮坪沉積為特征；晚期雖水體加深，但古地理格局不變。此時(shí)的陰山地區(qū)沉積了山黑拉組一套厚層塊狀灰?guī)r和中薄層泥質(zhì)灰?guī)r為主的碳酸鹽巖建造，局部發(fā)育薄層砂質(zhì)灰?guī)r、粉砂巖，含腕足類、頭足類化石，相當(dāng)于局限—半開闊的沉積環(huán)境。亮甲山期末的懷遠(yuǎn)運(yùn)動再次造成了大規(guī)模的海退，形成了亮甲山組和馬家溝組間的沉積間斷，地層間的平行不整合在鄂爾多斯中東部普遍發(fā)育。

2.2.2 中奧陶世馬家溝期 中奧陶世馬家溝期，研究區(qū)開始了新的大規(guī)模的海侵，海水大量侵入鄂爾多斯本部，形成廣闊的淺水陸表海沉積。鄂爾多斯隆拗相間的構(gòu)造格局更加明顯，由西北部的阿拉善陸、北部的伊盟陸、中央古陸及其他海水覆蓋區(qū)地區(qū)構(gòu)成了“一隆三凹”的構(gòu)造格局。一隆即中央古陸和伊盟古陸構(gòu)成的啞鈴狀的中部隆起，三凹即為南緣凹陷、西緣凹陷和東部凹陷，中央古隆起的形態(tài)更趨明顯和完整。以此為界，地塊內(nèi)部厚度線呈現(xiàn)盆型結(jié)構(gòu)面貌，厚度近千米；外側(cè)呈現(xiàn)面向祁連—秦嶺海槽，厚度等值線增厚的構(gòu)造趨勢，厚度逾千米（見圖10）。

中央古隆起、伊盟古陸、臺內(nèi)拗陷以及外側(cè)的秦祁海槽共同決定了鄂爾多斯地塊馬家溝期的基本構(gòu)造-沉積格局，古隆起內(nèi)外巖相巖性差異顯著。中央古隆起和伊盟古陸圍限的、廣闊的鄂爾多斯內(nèi)部地區(qū)以及古陸梁之上，由于和外海溝通受限，整體屬于相對局限的碳酸鹽巖臺地沉積；在臺內(nèi)洼陷，由于高蒸發(fā)和海水補(bǔ)給不足形成蒸發(fā)臺地沉積，中心出現(xiàn)膏鹽湖沉積，環(huán)膏鹽湖為大范圍的局限臺地含膏云坪沉積。伴隨著海平面的周期性升降，構(gòu)成了3個(gè)明顯的沉積旋回。馬家溝組一、三、五期為低海平面期，主要發(fā)育膏鹽湖、膏云坪和云坪沉積，以發(fā)育灰色、黃灰色準(zhǔn)同生白云巖、溶塌角礫巖及膏鹽巖為特征；馬家溝組二、四期為高海平面期，主體發(fā)育局限—開闊臺地相沉積，以厚層和塊狀灰?guī)r和云質(zhì)灰?guī)r為特征；在古隆起兩側(cè)的高部位，能量強(qiáng)，水體淺，形成了部分顆粒灘沉積，經(jīng)混合水或回流滲透白云石化，形成殘余顆粒云巖。

膏鹽湖分布在東部洼陷的榆林南、米脂、綏德一帶以及南部的宜川一帶。以榆9井為例，膏鹽巖累計(jì)厚度達(dá)到400 m，占地層總厚度的45％;周圍的龍?zhí)?井、米1井等都含有大量的膏鹽巖沉積。南部宜探1井，膏鹽巖累計(jì)厚度達(dá)到185 m，占地層總厚度的35％，宜2井膏鹽巖累計(jì)厚度達(dá)到100 m，占地層總厚度的21.5％。膏鹽巖主要分布在馬家溝組的一段、三段和五段，馬一段和馬三段厚度相對較薄，但膏鹽巖所占比重較大，通常超過50％。馬五段膏鹽巖累計(jì)厚度大，單層厚度也大，特別是馬五6小層，單層鹽巖厚度多達(dá)幾十米至百余米。

含膏云坪環(huán)繞分布在膏鹽湖的外側(cè)，分布范圍寬廣，西越靖邊、東至呂梁、北過神木、南抵宜川，呈現(xiàn)東平西凸的形態(tài)，基本為內(nèi)部洼陷的分布范圍；主要巖性為含膏白云巖、泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r夾少量膏鹽巖等。北至烏審旗—榆林—橫山地區(qū)的鄂1、鄂2、鄂4、鄂6、中參1、伊15等井，西至靖邊地區(qū)的城川1井、蓮3井，南至富縣地區(qū)的富探1、富古1，2，3，4，5，6，7等井中均發(fā)育膏質(zhì)白云巖、泥質(zhì)白云巖以及膏巖夾層，特別是馬五段表現(xiàn)明顯，屬潮上帶的含泥含膏云坪沉積。根據(jù)海平面變化旋回，在馬一、三、五段，以蒸發(fā)環(huán)境的、鹽湖周緣的、含膏巖云坪、泥云坪為主要沉積相帶。馬二段雖海平面回升，但幅度有限，因此多以潮間帶的中薄層—厚層的云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r及灰質(zhì)云巖的云灰坪沉積為主，局部夾蒸發(fā)膏鹽巖沉積。馬四段海侵范圍達(dá)到最大，因此整個(gè)鄂爾多斯構(gòu)成了以中厚—塊狀灰?guī)r沉積為代表的開闊海臺地沉積，僅近陸部分發(fā)育局限潮坪相沉積。南部的淳探1井基本以白云巖、膏質(zhì)白云巖、泥質(zhì)白云巖為主，也屬于含膏泥云坪沉積。

鄂爾多斯內(nèi)部的膏鹽湖和外圍的含膏云坪沉積實(shí)質(zhì)上構(gòu)成了東部局限臺地的潮坪—潟湖亞相沉積。膏鹽湖即為潟湖亞相，在這個(gè)洼陷中，水動力較弱；在海平面回升、膏鹽發(fā)育的間歇期，在鹽湖及其周緣地帶形成大量的白云巖、泥云巖、灰?guī)r和泥灰?guī)r沉積，這種低能還原的環(huán)境具有保存有機(jī)質(zhì)，形成烴源巖的潛力；最重要的一期發(fā)生在馬五5亞段，形成大范圍的潮下帶云灰坪或泥灰坪沉積。

中央古隆起的北側(cè)和東側(cè)及東部洼陷的外側(cè)，逐漸靠近外側(cè)的廣海，水體較內(nèi)部鹽洼，溝通通暢，從低海平面至高海平面時(shí)期，以發(fā)育近岸泥云坪—云坪—灰云坪—灰坪沉積為主，反映了局限—開闊臺地的旋回沉積特征，在河津西磑口、富平金粟山等剖面及鉆井中均可證實(shí)。該區(qū)域內(nèi)鉆井眾多，特別是進(jìn)入馬五段、馬四段的鉆井，為詳細(xì)的巖相古地理研究提供了諸多素材。

古隆起外側(cè)面向秦祁海槽，水體溝通順暢，且遠(yuǎn)離古隆起，受海平面升降的影響較少。整個(gè)馬家溝期持續(xù)發(fā)育開闊海臺地相沉積，巖性組合以厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及豹皮灰?guī)r（圖1L）為特征，旋回性差，無法細(xì)分段，富含正常淺海相底棲生物化石，局部夾顆?；?guī)r及礫屑灰?guī)r（圖1M），代表短時(shí)的顆粒灘沉積；該帶大體分布在烏?！跬锌饲捌臁?jīng)觥]縣—富平—運(yùn)城一線以外。

在鄂爾多斯東南部的永濟(jì)、運(yùn)城、三門峽一帶，主體為一套中厚層灰?guī)r、豹皮灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r研究區(qū)，屬開闊海臺地的沉積；向北至侯馬一帶還夾有石膏層，代表局部的蒸發(fā)環(huán)境。在西南部的隴縣、平?jīng)鲆粠?，巖性皆為中厚層塊狀的灰?guī)r、云斑灰?guī)r夾砂屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，生物化石豐富，多見完整的頭足類、腹足類、海綿等生物化石，均代表正常的開闊海臺地碳酸鹽巖沉積。

在南部的岐山地區(qū)，馬家溝組底部為灰色、深灰色細(xì)粉晶白云巖、泥質(zhì)白云巖，向上出現(xiàn)厚層灰?guī)r、薄層灰?guī)r，含鸚鵡螺化石，說明水體已經(jīng)較深；而后則發(fā)育紋層狀灰?guī)r、厚層礫屑灰?guī)r、水平紋層白云巖及礫屑白云巖，屬臺地前緣斜坡沉積，頂部以厚層灰?guī)r、礫屑灰?guī)r與平?jīng)鼋M不整合接觸。馬家溝組碳酸鹽巖重力流及與其共生的紋層狀碳酸鹽巖表明，本區(qū)在經(jīng)歷了早期短暫的淺水云坪相沉積以后，水體快速加深，形成了厚度巨大的臺地前緣斜坡相沉積。在鄂爾多斯西緣的同心青龍山—烏海桌子山野外剖面及鉆井中的情況也基本相同。馬家溝早期的沉積為三道坎組中厚層白云巖，為開闊的、潮下低能環(huán)境的產(chǎn)物；向北至桌子山一帶三道坎組，還含有較多的泥灰?guī)r、石英砂巖，發(fā)育有波痕、羽狀交錯(cuò)層理，代表北部靠陸位置的潮間帶混合坪沉積。馬家溝組晚期，區(qū)域上已完全一致，均是厚層—塊狀的灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r或次生白云巖，多見完整的頭足類、腹足類等生物，化石豐富，屬于正常的淺海碳酸鹽巖臺地沉積。該期在西緣也出現(xiàn)較多的顆粒灰?guī)r沉積，如砂屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r等，代表了淺水高能環(huán)境中的顆粒灘沉積。在老石旦的桌子山組頂部，除砂屑灰?guī)r外，生物化石異常發(fā)育，可見大量的頭足類、腹足類、腕足類、三葉蟲、海綿骨針、棘皮類等，以及具有造礁功能的珊瑚、層孔蟲、苔蘚蟲、海綿、藻類等化石，這表明，在顆粒灘的基礎(chǔ)上，其已經(jīng)向生物礁開始演變。而桌子山組上部，局部也夾有薄層灰?guī)r、泥灰?guī)r、凝灰?guī)r，甚至碎屑流灰?guī)r，說明晚期水體開始間斷性變深。

在賀蘭山及走廊地層小區(qū)的中衛(wèi)—同心一帶，沉積形成了以天景山組中厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾砂屑顆粒灰?guī)r為主的一套組合，產(chǎn)有頭足類、腕足類、牙形石及三葉蟲等化石，與鄂爾多斯西緣的巖性巖相基本一致，巖性穩(wěn)定，幾乎全由碳酸鹽巖構(gòu)成，各地差異不大。在米缽山一帶可見較多的薄層—薄板泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r的夾層，說明局部的水體加深，形成臺地前緣斜坡相的薄層沉積。本組地層最厚可達(dá)1 000 m，整體上代表了開闊的碳酸鹽巖臺地沉積環(huán)境；因其西側(cè)的祁連海水體逐漸加深，總體厚度增大，并出現(xiàn)較深水沉積。

在鄂爾多斯北緣的陰山地區(qū)，該期沉積形成了二哈公組的中厚層白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖夾薄層灰?guī)r的沉積，缺乏化石，缺乏鄂爾多斯盆地內(nèi)部馬家溝組一、三、五段的膏鹽巖、白云巖組合，說明中奧陶世以二哈公組為代表的陰山南部地區(qū)，整體處于相對開闊的淺水陸表海沉積環(huán)境。

綜合以上分析可以看出，中奧陶世馬家溝期，整個(gè)鄂爾多斯遍布淺水碳酸鹽巖沉積，表現(xiàn)為內(nèi)部拗陷、邊緣穩(wěn)定型的淺水陸表海沉積特色，在內(nèi)部拗陷區(qū)形成了大套的蒸發(fā)巖，在外側(cè)發(fā)育開闊海臺地的厚層碳酸鹽巖沉積。此時(shí)的臺地邊緣活動甚為微弱，整個(gè)鄂爾多斯地塊處于相對穩(wěn)定的沉積時(shí)期，賀蘭坳拉槽此時(shí)并不存在。

2.2.3 中奧陶世峰峰期

中奧陶世峰峰期，研究區(qū)再度出現(xiàn)大規(guī)模海侵，鄂爾多斯廣大地區(qū)的水體明顯加深，沉積范圍也相應(yīng)擴(kuò)大；但因后期的抬升剝蝕，在鄂爾多斯內(nèi)部廣大地區(qū)，沉積都已經(jīng)被剝蝕殆盡。從目前殘留的地層厚度可以看出，中東部僅在局部殘存十余米，南部地層厚度較大，可達(dá)500 m以上，西部可達(dá)400 m以上，由內(nèi)向外明顯增厚（見圖11）。

峰峰期的古地理構(gòu)造格局與馬家溝期明顯不同：由于海平面上升，中央古隆起對鄂爾多斯內(nèi)部的影響減弱，因此，廣大的鄂爾多斯本部地區(qū)形成了一套以深灰色、灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為代表的開闊海臺地相沉積，不含膏鹽巖沉積。在南部的富平—涇陽—淳化以內(nèi)，形成了一套厚度巨大的中薄層—中厚層狀的細(xì)粉晶白云巖、灰質(zhì)云巖夾中薄層灰?guī)r，普遍發(fā)育紋層，局部具有明顯的藻紋層結(jié)構(gòu)。在金粟山剖面可見柱狀疊層石，淳化東陵溝剖面見針狀石膏溶孔及鳥眼構(gòu)造，反映了局限臺地潮間帶的云坪沉積特征。在岐山曹家溝，該期沉積為厚層塊狀灰?guī)r，局部見殘余角礫結(jié)構(gòu)，應(yīng)為臺地前緣斜坡的沉積環(huán)境。向西至隴縣、平?jīng)鲆粠?，其以厚層塊狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、顆?；?guī)r夾薄層瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r為特征，整體為開闊海臺地沉積并伴有顆粒灘沉積，向外水體加深。

在鄂爾多斯西緣，由內(nèi)向外，巖性巖相變化顯著，區(qū)域差異明顯。大體沿隴縣景福山—平?jīng)鋈罍稀h(huán)14井—蘆參1井—苦深1井—天深1井—布1井—棋探1井—烏海一線，東側(cè)狹長一帶為開闊臺地沉積區(qū)，巖性主要為灰色、深灰色中厚層的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾砂屑灰?guī)r、顆粒灰?guī)r、薄層泥灰?guī)r，向東該地層全被剝蝕，推測應(yīng)以開闊潮下帶的云灰?guī)r為主。西側(cè)向外水體加深，能量減弱，沉積物顏色變深，巖層厚度變薄，形成了一套薄層為主的深灰色泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r夾礫屑灰?guī)r為主的組合；其在同心青龍山厚四百余米，全為薄層泥晶灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r，水平蟲孔發(fā)育，并夾有凝灰?guī)r薄層，代表穩(wěn)定的水體環(huán)境。在惠探1井、那1井的取心段，發(fā)育礫屑灰?guī)r，深灰色泥灰質(zhì)基質(zhì)充填，不含亮晶膠結(jié)物，代表臺地前緣斜坡碎屑流堆積。再向西至任3井，上部的泥晶灰?guī)r中已含有筆石化石，水體更深更安靜。在棋探1井，其巖性主要為褐灰色、灰色泥晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r、泥灰?guī)r夾灰黑色灰質(zhì)泥巖，在深度4 512 m段見碎屑流沉積，表明為臺地前緣斜坡相。在深度4 431～4 464 m段發(fā)育海綿礁灰?guī)r、藻礁灰?guī)r、亮晶顆?；?guī)r，為臺地邊緣礁灘相沉積。

在西緣北段的桌子山一帶，相變更為復(fù)雜。在烏海老石旦剖面克里摩里組，其主體為薄層泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r夾少量黑色筆石頁巖，礫屑灰?guī)r夾層較少較薄，且粒度較細(xì)，但發(fā)育碳酸鹽巖粉屑濁流沉積，代表臺地前緣斜坡底部至海槽的沉積環(huán)境。在其西北僅幾千米的石峽谷剖面，克里摩里組則以一套灰黑色筆石頁巖相直接覆蓋在桌子山組的厚層塊狀灰?guī)r之上，主要巖性為深灰色的薄層泥晶灰?guī)r和灰黑色筆石頁巖互層，且向上筆石頁巖含量明顯增多，泥晶灰?guī)r含量減少，厚度僅為81 m，代表了水體深、滯留還原、沉積速率不足的深水海槽沉積環(huán)境。

在賀蘭山及走廊地層小區(qū)的中衛(wèi)—同心一帶，開始沉積以米缽山組為代表的一套復(fù)理石沉積，巖石組合為灰綠色砂巖、泥板巖互層夾碳酸鹽巖角礫巖及薄層灰?guī)r，濁流砂巖沉積頻繁，鮑瑪序列發(fā)育，含豐富的筆石化石，整體代表了華北地塊西側(cè)的大陸斜坡—深水海槽的沉積環(huán)境。

中奧陶世峰峰期和馬家溝期相比，沉積格局和巖相發(fā)育特征發(fā)生了明顯的變化：一是整個(gè)盆地以較開闊的臺地相沉積為特征，二是西緣明顯發(fā)生了相變，由馬家溝期的開闊臺地相突變?yōu)榉宸迤诘呐_地前緣斜坡—深水盆地相，并在臺地邊緣開始發(fā)育生物礁灘相建造。

2.2.4 晚奧陶世平?jīng)銎?晚奧陶世，鄂爾多斯的構(gòu)造格局發(fā)生了極大的變化，加里東運(yùn)動導(dǎo)致鄂爾多斯主體隆升為陸并遭受風(fēng)化剝蝕，形成統(tǒng)一古陸，僅在其西南緣接受沉積。平?jīng)銎?，沉積主要集中在鄂爾多斯地塊西南緣的鄂托克前旗—環(huán)縣—崇信—靈臺—宜君—澄城一線以西地區(qū)；厚度等值線的變化卻呈現(xiàn)向祁連—北秦嶺海槽方向異常加密增大的趨勢，南緣厚度數(shù)百米，西緣厚度可達(dá)數(shù)千米；但由于出露及后期剝蝕，橫向極不穩(wěn)定，總體上表現(xiàn)為向外劇增的趨勢，反映了晚奧陶世鄂爾多斯地塊西南緣更為活動和陡變的結(jié)構(gòu)面貌；由于邊緣活動的加劇，因此區(qū)域上出現(xiàn)了多種沉積背景橫向并存的古地理格局，由內(nèi)向外依次發(fā)育開闊海臺地、臺地邊緣灘-礁、臺地前緣斜坡及大陸斜坡-深水海槽相（見圖12）。

在鄂爾多斯南緣，開闊海臺地及臺地邊緣相帶發(fā)育顯著。開闊海臺地主要分布在隴縣—銅川一帶，野外剖面出露良好，巖性主要為一套灰色中厚層的灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r的組合。向外發(fā)育生物礁建造，這是鄂爾多斯平?jīng)銎诘牡湫吞卣髦弧?/p>

平?jīng)銎冢锝钢饕植荚陉兾魑己右员?，東起富平、西至隴縣的地區(qū)內(nèi)，主要有富平小園和耀縣將軍山等地的珊瑚-鈣藻生物礁、耀縣桃曲坡的鈣藻生物礁、淳化鐵瓦殿的鈣藻-珊瑚-層孔蟲生物礁、涇陽徐家山的層孔蟲-珊瑚生物礁、永壽好畤河的鈣藻-珊瑚生物礁。造礁生物主要為珊瑚、層孔蟲、藻類、苔蘚蟲等，附礁生物多為頭足類、腹足類、腕足類、棘皮、三葉蟲、介形蟲、牙形石等。該礁相建造整體規(guī)模不大，按所處的古地理位置看，基本沿碳酸鹽臺地的邊緣呈線狀分布，為臺地邊緣礁，其可進(jìn)一步劃出礁基、礁核、礁蓋、礁翼、礁前等微相；礁核多見各種生物骨架巖，礁翼、礁前多為各種礫屑灰?guī)r，礁前可見巨角礫灰?guī)r，在其內(nèi)側(cè)為寬度有限的開闊臺地相沉積。在涇陽鐵瓦殿一帶即發(fā)育臺地邊緣的薄層礁灘相沉積，也發(fā)育臺地前緣斜坡相的薄層灰?guī)r和碎屑流沉積。

在富平一帶，該期發(fā)育深水碳酸鹽巖建造，巖性以薄板狀灰?guī)r、放射蟲硅質(zhì)巖、凝灰?guī)r為主，夾有碳酸鹽巖碎屑流、顆粒流及濁流沉積，厚度近千米，巖性、沉積構(gòu)造和古生物等特征都反映為臺地前緣較深水的碳酸鹽巖斜坡相的沉積環(huán)境，平面呈海槽形態(tài)向北東方向伸入淺水臺地之中。再向外為大陸斜坡碎屑巖的沉積，在岐山一帶以粉砂巖、粉砂質(zhì)泥頁巖、泥灰?guī)r夾砂巖沉積為特征，代表臺地前緣斜坡向大陸斜坡的過渡。

在鄂爾多斯西緣，開闊臺地及臺地邊緣相帶均不太發(fā)育，且相帶較窄。在布1井、天深1井以深灰色、灰黃色灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、含泥白云巖為主，代表了較開闊的臺地相沉積。

在環(huán)14井、惠探1井、棋探1井、任3井，其沉積以深灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、灰黑色灰質(zhì)泥巖夾黑色頁巖為主，含一定量的陸源泥質(zhì)或粉砂。在惠探1井巖心中見薄層的碳酸鹽巖濁流沉積，頁巖中含筆石化石，代表臺地前緣斜坡較前部位的沉積。在外側(cè)，更為特征的是以平?jīng)鲰搸r為代表的大陸斜坡—海槽相沉積，在平?jīng)鎏y(tǒng)山、環(huán)縣石板溝、同心青龍山、烏海老石旦等地發(fā)育。巖性以陸源泥頁巖與濁流成因的陸源砂巖和砂屑灰?guī)r間互為主（見圖1N），以發(fā)育黑色筆石頁巖為特色。巖性主要有黑色頁巖、泥巖、深灰—黑色泥晶灰?guī)r、濁積砂巖、濁積碳酸鹽巖等，并夾有凝灰?guī)r沉積（見圖1O），代表區(qū)內(nèi)下古生界水體最深的沉積。特別是在烏海老石旦一帶的烏拉力克組，基本全為黑色筆石頁巖沉積，代表了水體穩(wěn)定的深水海槽相沉積。

在賀蘭山及走廊地層小區(qū)，仍為米缽山組和香山群的濁積砂巖為主的厚度巨大的沉積序列，代表大陸斜坡的沉積環(huán)境。海原—洛南斷裂以南和商丹斷裂以北為祁連—北秦嶺裂陷海槽。在陰山南部沉積了烏蘭胡洞組一套厚層灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r夾泥質(zhì)、砂質(zhì)灰?guī)r的組合，具竹葉狀構(gòu)造，含豐富的珊瑚、牙形刺、頭足類、腹足類等化石，代表了淺海碳酸鹽巖沉積；野外觀察發(fā)現(xiàn)，本組含大量的礫屑灰?guī)r，可能代表了臺地前緣的沉積環(huán)境，為面向興蒙洋的殘留海盆沉積。

因此，晚奧陶世鄂爾多斯的構(gòu)造和沉積格局較中奧陶世馬家溝期出現(xiàn)了明顯變化，相帶規(guī)模變小，區(qū)域差異更為顯著，西緣由碳酸鹽臺地前緣斜坡快速過渡為大陸斜坡-深水盆地沉積，南緣局部為具有生物礁鑲邊的臺地型沉積格局。

2.2.5 晚奧陶世背鍋山期 晚奧陶世背鍋山期，海退繼續(xù)，鄂爾多斯古陸面積進(jìn)一步增大，而沉積范圍繼續(xù)縮小，僅在鄂爾多斯的西南一隅接受背鍋山期的沉積；目前殘留厚度一般為幾十米至上百米，在隴縣背鍋山地區(qū)最厚達(dá)四百余米，沉積厚度也明顯減薄，主要為開闊臺地、臺地前緣斜坡和及深水斜坡—海槽相沉積（見圖13）。

開闊臺地主要分布于古陸南側(cè)，在研究區(qū)南緣隴縣—永參1井以北地區(qū)。巖石為淺灰色、灰白色、深灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及顆?；?guī)r等，含有豐富的化石，有腕足類、腹足類及海百合等。

臺地前緣斜坡分布于彭陽—隴縣—岐山—淳化—涇陽一帶，零星出露。在彭陽羅洼石節(jié)子溝剖面，其以中厚層的礫屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r為主，含有大量的苔蘚蟲和珊瑚化石，均以礫屑的形式存在，大小可達(dá)30 cm左右，代表臺地前緣斜坡沉積（見圖1P）。

在隴縣龍門洞、涇陽鐵瓦殿剖面，其以灰色、深灰色的厚層—塊狀礫屑灰?guī)r為主，礫石以泥晶灰?guī)r為主，幾至十幾厘米為主，角礫狀無磨圓，含量變化大，多者可達(dá)90％以上，甚至不見填隙物，多為灰泥填充，其中含有大量的生物碎屑、顆?；?guī)r礫屑，都屬于臺地前緣斜坡沉積特征。該期沉積中，礫屑灰?guī)r中的一些個(gè)體較大的珊瑚礫石十分顯眼，表明在其后側(cè)很可能存在生物礁建造。

晚奧陶世末期，受加里東運(yùn)動的影響，海水全部退出鄂爾多斯地區(qū)，本區(qū)整體上升為陸地，從而結(jié)束了鄂爾多斯地區(qū)早古生代的海相沉積歷史，開始遭受長期的風(fēng)化剝蝕，形成了奧陶系頂部的古巖溶風(fēng)化殼。這一過程與奧陶系天然氣的運(yùn)移聚集、古巖溶發(fā)育規(guī)律、成藏地質(zhì)條件都有著密切關(guān)系。

鄂爾多斯地塊在晚奧陶世主體隆升之后，志留—泥盆紀(jì)經(jīng)歷了包括前期地塊西南邊坡帶在內(nèi)的更大范圍的區(qū)域抬升。志留—泥盆紀(jì)沉積主要局限在鄂爾多斯地塊西南緣的河西走廊地區(qū)，不整合覆于奧陶系之上的下中志留統(tǒng)照花井群，為一套穩(wěn)定型的濱淺海相沉積組合;上志留統(tǒng)旱峽組為一套以紫紅色碎屑巖為主，夾少量含礫粗砂巖及白云巖化灰?guī)r的巖性組合，平行不整合于照花井群之上，巖石組合顯示類磨拉石建造特征，并被泥盆系石峽溝組和中寧組河湖相沉積不整合覆蓋。它們顯然是在祁連—北秦嶺寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)弧后，邊緣海盆于晚奧陶世末閉合的基礎(chǔ)上，在加里東期—早海西期中祁連—隴西地塊、阿拉善—鄂爾多斯地塊、揚(yáng)子地塊碰撞拼接的基礎(chǔ)上形成的山前拗陷型殘留海盆地。

3 結(jié) 論

1）鄂爾多斯地區(qū)下古生界主要劃分為海岸沉積體系、碳酸鹽臺地沉積體系、臺地邊緣沉積體系和深水斜坡海槽沉積體系。

2）鄂爾多斯地區(qū)自早寒武世滄浪鋪期開始海侵，在華北地區(qū)南部開始接受沉積。早寒武世辛集期至朱砂洞期，表現(xiàn)為環(huán)鄂爾多斯古陸西南邊緣的濱淺海潮坪相沉積。早中寒武世饅頭期，海侵作用十分明顯，范圍幾乎覆蓋整個(gè)盆地。中寒世張夏期，海侵達(dá)到寒武紀(jì)的頂峰，形成了廣闊的淺海清水碳酸鹽巖沉積環(huán)境。晚寒武世三山子期，發(fā)生了持續(xù)的海退，古陸面積增大，隆拗相間的構(gòu)造格局更趨明顯。

3）早奧陶世開始，海水重新侵入鄂爾多斯，但僅局限在鄂爾多斯的東南邊緣，其主體仍為統(tǒng)一的古陸。中奧陶世，整個(gè)鄂爾多斯遍布淺水碳酸鹽巖沉積，表現(xiàn)為內(nèi)部拗陷、邊緣穩(wěn)定型的淺水陸表海沉積特色；后期海水逐漸加深，并在臺地邊緣開始發(fā)育生物礁灘相建造。晚奧陶世，鄂爾多斯的構(gòu)造和沉積格局出現(xiàn)了明顯變化，沉積范圍大為縮小，西南緣由碳酸鹽臺地前緣斜坡快速過渡為大陸斜坡-深水盆地沉積。晚奧陶世末期，受加里東運(yùn)動的影響，海水全部退出鄂爾多斯地區(qū)，從而結(jié)束了鄂爾多斯地區(qū)早古生代的海相沉積歷史。

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（編 輯 雷雁林）

收稿日期：2020－03－25

基金項(xiàng)目：中國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)資源調(diào)查評價(jià)基金資助項(xiàng)目（121201011000150014）；國家自然科學(xué)青年基金資助項(xiàng)目（41702117，41502107）；國家自然科學(xué)重點(diǎn)基金資助項(xiàng)目（41330315）；陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)計(jì)劃資助項(xiàng)目（青年）（2017JQ4018）

作者簡介：李文厚，男，山東沂南人，西北大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，從事沉積學(xué)研究。