何登發(fā)，包洪平，開(kāi)百澤，許艷華，魯人齊，張才利，魏柳斌，成 祥

［1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西 西安 710018；3.中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，北京 100029］

克拉通是大陸的組成單元。它的形成經(jīng)歷了含陸殼塊體的板塊之間的碰撞造山作用，形成了主要的山鏈（如喜馬拉雅山脈），碰撞山鏈在400～200 Ma被剝蝕，遺留的山根暴露地表，成為先存地塊之間的“縫合線(xiàn)”［1］。復(fù)雜拼貼的地塊與山根構(gòu)成了今天的“克拉通”，即克拉通是碰撞造山的最終產(chǎn)物，形成一個(gè)克拉通至少需要300 Myr，形成之后則是長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的大陸塊體［1-2］，發(fā)育在克拉通上的沉積盆地稱(chēng)為克拉通盆地。

華北克拉通的西部為鄂爾多斯地塊，長(zhǎng)期被認(rèn)為是穩(wěn)定地塊的典型代表［3-9］。發(fā)育其上的鄂爾多斯盆地地層平緩，褶皺、斷裂等不發(fā)育，也被認(rèn)為是穩(wěn)定的克拉通盆地［7，10-11］。但近年來(lái)隨著深鉆井、大地電磁、反射地震等資料的增多，逐漸發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯盆地發(fā)育多個(gè)區(qū)域性不整合面［12］，其周緣與內(nèi)部也有巖漿活動(dòng)，不同尺度的斷裂也較為發(fā)育，盆內(nèi)和盆緣都有地震發(fā)生，鄂爾多斯克拉通“似乎”具有一定的“活動(dòng)性”。鄂爾多斯克拉通地塊“活化”了嗎？若已活化，其程度怎么樣？活化的板塊構(gòu)造環(huán)境與深部地質(zhì)背景是什么？活化的機(jī)制是什么？地塊活化與油、氣、煤、鹽、鈾等礦產(chǎn)資源的賦存有什么聯(lián)系？這些都是亟待研究的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。

在地質(zhì)學(xué)中，表征“活化”有幾個(gè)名詞。①Activation（活化，激活）：意思是開(kāi)（驅(qū)，起，啟）動(dòng)；觸發(fā)；活化（作用）；活性（化）；激活；使……產(chǎn)生放射性；敏化；在地質(zhì)學(xué)中如用酸處置粘土或獲得物質(zhì)的放射性都稱(chēng)為活化。②Reactivation：再活化，再激活，被恢復(fù)活動(dòng)，再生（作用）。③Mobility（流動(dòng)性、活動(dòng)性）：為W.Penck使用的術(shù)語(yǔ)［13］，指的是“地殼隆升的相對(duì)速率主要決定了由剝蝕過(guò)程產(chǎn)生的地貌的性質(zhì)”的概念。④Mobilization（動(dòng)員、調(diào)動(dòng)、活化）：指的是使固體巖石具有足夠塑性令其流動(dòng)或使其活動(dòng)組分發(fā)生化學(xué)遷移的某種過(guò)程；或使巖石有價(jià)值的成分重新分布與富集，從而形成實(shí)際或潛在的礦床的某種作用。

在槽-臺(tái)學(xué)說(shuō)盛行期，對(duì)于地臺(tái)的活動(dòng)性，B.B.別洛烏索夫稱(chēng)為“地臺(tái)活化”，黃汲清稱(chēng)之為“再生”，陳國(guó)達(dá)稱(chēng)之為“地洼”［14］。陳國(guó)達(dá)在1956年發(fā)現(xiàn)大陸地殼的新構(gòu)造單元——地洼區(qū)，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建了殼體大地構(gòu)造學(xué)，發(fā)展成為地洼（活化）構(gòu)造理論體系，稱(chēng)為“地洼”學(xué)說(shuō)或“動(dòng)-定轉(zhuǎn)化遞進(jìn)”說(shuō)。1959年3月，陳國(guó)達(dá)在《科學(xué)通報(bào)》上發(fā)表了《地殼第三構(gòu)造單元——地洼區(qū)》，他認(rèn)為地洼區(qū)具有3方面特征：①巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，地球上一些地區(qū)發(fā)生大規(guī)模的中-酸性巖侵入活動(dòng)；②升降幅度增大，地貌反差加劇，如中生代北升、南降；③形成了豐富的內(nèi)、外生礦床。自1992年起陳國(guó)達(dá)用活化構(gòu)造理論（簡(jiǎn)稱(chēng)活化構(gòu)造論）作為地洼學(xué)說(shuō)的同義語(yǔ)使用，熱能聚散交替、地幔蠕動(dòng)是構(gòu)造-巖漿活化理論創(chuàng)建初期提出的動(dòng)力學(xué)機(jī)制假說(shuō)［15］。

根據(jù)前人認(rèn)識(shí)［9，12，14-15］，本文將“克拉通活化”定義為“克拉通地塊具備了一定程度的活動(dòng)性”或“克拉通地塊失去了一定程度的穩(wěn)定性”。而克拉通穩(wěn)定性整體喪失的地質(zhì)現(xiàn)象則被稱(chēng)為克拉通破壞或去克拉通化［16］，如華北克拉通東部。

本文通過(guò)對(duì)鄂爾多斯盆地區(qū)域不整合面、巖漿活動(dòng)、熱體制、斷裂與褶皺作用、構(gòu)造沉降、地震活動(dòng)及地球物理場(chǎng)等方面的研究，來(lái)判斷鄂爾多斯克拉通地塊或者局部構(gòu)造單元是否發(fā)生了“活化”，并討論可能的活化機(jī)制。

1 鄂爾多斯地塊與活化相關(guān)的主要構(gòu)造事件

1.1 克拉通內(nèi)部及邊緣裂谷作用

自中元古代以來(lái)，鄂爾多斯地塊在不同區(qū)域發(fā)生了5期裂谷活動(dòng)，強(qiáng)度不一，分布不均。

1.1.1 中元古代裂谷

在中元古代，鄂爾多斯地塊東南緣有熊耳裂陷槽（約1.78 Ga）、北緣有白云鄂博裂陷槽（1.73～1.68 Ga）、東北緣有燕遼裂陷槽（1.73～1.62 Ga，1.37～1.32 Ga）、西緣有賀蘭裂陷槽（1.73～1.68 Ga）［17-23］。而在鄂爾多斯地塊內(nèi)部（圖1），則發(fā)育3排NE向裂谷［12，21］，分別是寧-蒙裂陷帶、甘-陜裂陷帶與秦-晉裂陷帶，這些裂陷帶呈NE-SW向展布，向NE方向收斂，向SW拓寬、加深；在鄂托克旗—杭錦旗一帶，則發(fā)育NNE—NE向裂陷群。這些裂陷帶整體呈寬裂谷結(jié)構(gòu)，在剖面上發(fā)育2～3幕裂陷層序。沉積充填厚達(dá)500～3 000 m，為一套石英砂巖、巖屑砂巖、泥巖夾火山巖的沉積組合。長(zhǎng)城系主體以濱海相碎屑巖沉積為主，巖性主要為厚層的石英砂巖夾火山巖；薊縣系以陸表海碳酸鹽巖臺(tái)地相含硅質(zhì)的藻白云巖沉積為主；震旦系僅分布在鄂爾多斯盆地南緣與西緣，主體以冰期沉積的冰磧礫巖為主［21］。盆地內(nèi)部的探井，如盆地中部桃利廟地區(qū)的桃59井，西部馬家灘地區(qū)的古探1井和天深1井，西南部隴東地區(qū)的慶深1井等，已揭示長(zhǎng)城系發(fā)育淺成-超淺成輝綠巖脈體或玄武質(zhì)火山巖［20-21，24］，厚5～60 m；在盆地西緣桌子山長(zhǎng)城系地表露頭區(qū)亦可見(jiàn)基性的侵入巖脈［23，25-26］。反映出鄂爾多斯地區(qū)長(zhǎng)城紀(jì)總體處于區(qū)域伸展背景下，沿基底斷裂發(fā)生幔源巖漿的侵入或火山噴發(fā)活動(dòng)。

圖1 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)城紀(jì)裂陷槽分布Fig.1 Distribution map of the Changchenian rift trough in the Ordos Basin

1.1.2 寒武紀(jì)—早奧陶世伸展體制

這一時(shí)期，鄂爾多斯地塊南、北緣發(fā)育成為被動(dòng)大陸邊緣［12，26］，分別與二郎坪洋盆、古亞洲洋盆相關(guān)；南側(cè)被動(dòng)陸緣具裂谷型邊緣結(jié)構(gòu)，發(fā)育向南傾斜的階狀正斷層組合；西緣發(fā)育賀蘭裂陷槽［22-26］，充填臺(tái)地相-斜坡相-半深海相沉積，經(jīng)構(gòu)造復(fù)原，該裂陷槽東界發(fā)育西傾正斷層組合，受正斷層旋轉(zhuǎn)影響，靠海一側(cè)下奧陶統(tǒng)發(fā)育臺(tái)地邊緣高能相帶，靠陸一側(cè)局部發(fā)育潟湖相沉積，如梁探1井附近。在鄂爾多斯地塊內(nèi)部，靖邊—米脂一帶，發(fā)育中-小尺度的正斷層組合，對(duì)奧陶系沉積具有明顯的控制作用。

1.1.3 石炭紀(jì)—早二疊世伸展體制

在石炭紀(jì)—早二疊世，鄂爾多斯地塊整體沉降，接受海-陸過(guò)渡相沉積。在其西側(cè)賀蘭山帶，上石炭統(tǒng)羊虎溝組（C2y）不整合于太古宙花崗巖體之上（圖2）。分析表明，太古宇經(jīng)歷長(zhǎng)期伸展剝露、隆升剝蝕，羊虎溝組巖性為深灰、灰黑色頁(yè)巖夾薄層砂巖，為一套快速沉降背景下的較深水沉積［27］。

圖2 賀蘭山森林保護(hù)區(qū)上石炭統(tǒng)羊虎溝組與太古宙花崗巖體之間的不整合Fig.2 Unconformity between the Upper Carboniferous Yanghugou Formation and the Archaeozoic granitein the Helanshan Mountain Forest Conservation Area

1.1.4 中-晚三疊世伸展體制

鄂爾多斯地塊區(qū)域性沉降，發(fā)育了面積超過(guò)20×104km2的大型湖泊，西至景泰，東至太行山東側(cè)，南至北秦嶺，北至伊盟隆起南緣，以河流-湖泊相沉積為主，厚達(dá)1 000～2 000 m。上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組7段的半深湖-深湖區(qū)面積達(dá)6×104km2，水體深度達(dá)100～120 m；發(fā)育大面積展布的凝灰?guī)r與泥巖互層，在局部1 m巖層中含有20～30層凝灰?guī)r。

1.1.5 周緣新生代斷陷

自始新世以來(lái)，鄂爾多斯地塊南側(cè)有渭河-汾河地塹系、西側(cè)發(fā)育銀川地塹、北側(cè)發(fā)育河套地塹［28-29］，這些地塹的莫霍面均有3～4 km的隆升，內(nèi)部有數(shù)千米的河流、湖泊相沉積充填，為快速斷陷背景下的近源沉積充填組合，以斷陷期沉積為主。這些斷陷發(fā)育在早期隆起帶的高部位，為隆起帶負(fù)反轉(zhuǎn)所形成，靠山一側(cè)皆有控制斷陷發(fā)育的大型正斷層。鄂爾多斯地塊內(nèi)部則以隆升剝蝕為主，黃土高原面為3 Ma以來(lái)形成。

1.2 巖漿事件及其分布和成因

新的鉆井及周緣地質(zhì)調(diào)查揭示，鄂爾多斯地塊及鄰區(qū)發(fā)生了6期巖漿活動(dòng)（圖3）。

圖3 鄂爾多斯地塊及其周緣巖漿巖分布Fig.3 Magmatite distribution in the Ordos Block and on its periphery

1.2.1 中-新元古代

盆地內(nèi)部桃59、李34、古探1、天深1、慶深1等井鉆揭了長(zhǎng)城紀(jì)巖漿活動(dòng)［12，20-21，24］。鄂爾多斯地塊南緣—北秦嶺地區(qū)有新元古代（979.0～711.0 Ma）的巖漿活動(dòng)。

1.2.2 奧陶紀(jì)

在鄂爾多斯地塊南緣、西緣等地奧陶系見(jiàn)多層凝灰?guī)r，如西南緣奧陶系見(jiàn)多套斑脫巖夾層［25，30-32］，為中奧陶世祁連-秦嶺洋向北俯沖、弧后盆地內(nèi)火山噴發(fā)的沉積記錄，火山噴發(fā)集中于早奧陶世晚期—中奧陶世早期（465.8 Ma±8.3 Ma～449.0 Ma±3.0 Ma）；應(yīng)用斷裂破碎帶內(nèi)次生方解石原位U-Pb測(cè)年，也識(shí)別出西南緣晚奧陶世（452.0 Ma±13.0 Ma）存在一期熱液改造事件［33］。秦嶺地區(qū)早古生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，集中在507.0～400.0 Ma，與丹鳳洋盆、二郎坪洋盆的俯沖、閉合事件有關(guān)［34-36］。

1.2.3 晚石炭世

賀蘭山地區(qū)廣泛發(fā)育晚古生代鎂鐵質(zhì)輝綠巖墻［25，27］。走向以NE向和近EW向?yàn)橹?，少量為NNW向；巖墻規(guī)模差異大，從數(shù)米到數(shù)千米不等。宗別立輝綠巖墻屬于高鐵拉斑玄武巖系列，對(duì)采自不同位置的鎂鐵質(zhì)巖墻的鋯石進(jìn)行U-Pb年代學(xué)分析得出303.5 Ma±2.5 Ma和206.0 Ma兩組諧和年齡［25，27，37］，前一組即為晚石炭世的輝綠巖，晚石炭世巖漿巖來(lái)源于被俯沖流體改造的富集巖石圈地幔，可能形成于晚石炭世古亞洲洋向南俯沖導(dǎo)致的賀蘭山地區(qū)形成的弧后伸展環(huán)境［25-27］。

1.2.4 中-晚三疊世

在盆地內(nèi)部延長(zhǎng)組可見(jiàn)多層凝灰?guī)r（圖3），分布十分廣泛［38-40］，厚度在1.0～1.5 m，年齡約為241 Ma。盆地西緣汝箕溝地區(qū)二道溝、大嶺-鼓鼓臺(tái)一帶出露拉斑玄武巖，玄武巖產(chǎn)狀平緩，對(duì)這套巖石曾獲得多組年齡，玄武巖鋯石U-Pb年齡為344.0 Ma±22.0 Ma，241.0 Ma±7.0 Ma［41-44］和191.0 Ma±3.0 Ma［27］；從其與下伏上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組呈整合接觸、其上與中侏羅統(tǒng)延安組以微角度不整合接觸來(lái)看，巖石形成時(shí)間在晚三疊世和中侏羅世之間［27］。賀蘭山地區(qū)白寺口鎂鐵質(zhì)巖墻鋯石U-Pb年齡為241.7 Ma±1.1 Ma［25］。以白寺口輝綠巖和汝箕溝玄武巖為代表的中生代早期巖漿活動(dòng)主要為巖石圈地幔的部分熔融，形成于陸內(nèi)裂谷環(huán)境，代表了中三疊世—早侏羅世賀蘭山內(nèi)部的一次伸展事件［25］，其形成可能與古亞洲洋閉合及中亞造山帶碰撞后的巖石圈伸展有關(guān)，形成了陸內(nèi)裂谷［27，42-44］。

鄂爾多斯地塊北緣中-晚三疊世的鉀長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖及堿性雜巖沿陰山-燕山構(gòu)造帶分布，是古亞洲洋關(guān)閉的產(chǎn)物。鄂爾多斯地塊南緣及秦嶺地區(qū)，見(jiàn)早中生代（250.0～185.0 Ma）巖漿活動(dòng)，印支期花崗巖見(jiàn)于南秦嶺和北秦嶺部分地區(qū)，有250.0～240.0 Ma和225.0～185.0 Ma兩個(gè)高峰期（圖3）。

1.2.5 早白堊世

盆地內(nèi)部在伊盟隆起、紫金山、桐城、龍門(mén)等地區(qū)發(fā)育該期巖漿活動(dòng)。內(nèi)蒙古杭錦旗黑石頭溝（GPS：N40°6.784′，E109°13.719′），下白堊統(tǒng)砂巖之上發(fā)現(xiàn)了一層玄武巖，為堿性橄欖玄武巖，Ar-Ar年齡為126.2 Ma±0.4 Ma［45-46］。在伊盟隆起保爾斯太溝、伊12井一帶的下白堊統(tǒng)涇川組見(jiàn)有玄武巖，在喇嘛溝有輝綠巖侵入［47］。鄂爾多斯地塊南部崇信縣銅城鎮(zhèn)以南的桃梢屲-廟灘一帶，有超鉀質(zhì)巖體分布，巖性為霓輝黑榴二長(zhǎng)斑巖與假白榴石斑巖，鋯石U-Pb年齡為110.8 Ma±1.0 Ma和107.6 Ma±0.9 Ma，為早白堊世，可能為EMI型富集地幔來(lái)源［48］；隴縣華亭地區(qū)龍1井和龍2井在三疊系中鉆遇了厚達(dá)150 m以上的霞石正長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖，年齡為早白堊世。鄂爾多斯盆地東緣臨縣紫金山堿性雜巖形成于138.0～125.0 Ma［49］；山西地塊過(guò)渡帶上巖漿活動(dòng)主要集中在140.0～100.0 Ma。華北克拉通中部、西部與東部的巖漿活動(dòng)時(shí)間是近于同時(shí)的，表明克拉通的破壞或改造均為早白堊世，指示華北陸塊西部巖石圈可能也有相應(yīng)巖石圈減薄作用發(fā)生。

鄂爾多斯地塊周緣晚中生代巖漿活動(dòng)也較為發(fā)育。秦嶺地區(qū)160.0～100.0 Ma的花崗巖主要見(jiàn)于北秦嶺地區(qū)東部（圖3）。北緣在陰山西段的白云鄂博一帶也有該期花崗巖出露，多為A型花崗巖，且鐵鎂質(zhì)微粒包體常見(jiàn)，指示了強(qiáng)烈的巖漿混合與殼幔物質(zhì)交換。

1.2.6 伊盟隆起晚中新世

在和林格爾臺(tái)格斗村東側(cè)山溝（GPS：N40°30.277′，E111°51.820′）分布有橄欖拉斑玄武巖，Ar-Ar年齡為6.4 Ma，為晚中新世［46］。鄂爾多斯地塊東北部在晚中新世發(fā)生了上地幔物質(zhì)上隆和地殼伸展，相鄰的大同地區(qū)有第四紀(jì)火山活動(dòng)。

1.3 斷裂活動(dòng)及其褶皺作用

鄂爾多斯地塊主要發(fā)育7個(gè)時(shí)期的斷裂系統(tǒng)及斷層相關(guān)褶皺。

1.3.1 中元古代正斷層組合

該組合以半地塹、塹-壘構(gòu)造為主（圖1）［12，20-21，24］，發(fā)育正斷層轉(zhuǎn)折褶皺、正斷層傳播褶皺、轉(zhuǎn)換斜坡等構(gòu)造樣式。該組合在中元古界廣泛分布，如寧-蒙裂陷帶、甘-陜裂陷帶與秦-晉裂陷帶等3個(gè)NE向裂陷帶。該期沉積充填構(gòu)成鄂爾多斯盆地下構(gòu)造層。

1.3.2 寒武紀(jì)—早奧陶世正斷層組合

鄂爾多斯地塊南緣、西緣主要發(fā)育階梯狀正斷層組合，階梯狀正斷層主要向地塊外側(cè)傾斜，寒武系與中-下奧陶統(tǒng)向現(xiàn)今山系一側(cè)逐漸加厚。鄂爾多斯盆地東部發(fā)育一系列NNE向和NS向小尺度的正斷裂組合，對(duì)形成臺(tái)內(nèi)高、低地貌有明顯控制作用，高地貌區(qū)發(fā)育高能灘相，低洼區(qū)發(fā)育低能泥質(zhì)巖組合。

1.3.3 中-晚奧陶世沖斷系統(tǒng)

該沖斷系統(tǒng)主要發(fā)育在鄂爾多斯地塊南緣及西緣。如圖4所示，寒武系-奧陶系南厚北薄，向北逆沖在薊縣系之上，該沖斷系統(tǒng)之上為上石炭統(tǒng)本溪組所不整合覆蓋，代表加里東期的沖斷前鋒。圖4左端的大斷層，斷穿奧陶系-三疊系，代表燕山期的構(gòu)造變形，此變形疊加在加里東期沖斷變形之上。圖5顯示中衛(wèi)市興仁鎮(zhèn)S205公路邊的奧陶系香山群頁(yè)巖、粉砂巖變質(zhì)成千枚巖、片巖，發(fā)生揉皺，樞紐陡立，石英脈被褶皺，代表加里東期的強(qiáng)烈變形。在這一帶，可見(jiàn)香山群逆沖在泥盆系與石炭系之上。由此可見(jiàn)，加里東期的擠壓構(gòu)造變形在鄂爾多斯地塊的南緣與西緣表現(xiàn)較為強(qiáng)烈［50-51］。

圖4 鄂爾多斯地塊南側(cè)南北向地震剖面（G1204剖面局部）Fig.4 NS-trendingseismic profile in the southern Ordos Block（part of the profile G1204）

圖5 中衛(wèi)市興仁鎮(zhèn)S205公路邊香山群片巖、千枚巖變質(zhì)、變形特征Fig.5 Metamorphic and deformation features of schist and phillite of the Ordovician Xiangshan Group on the roadside outcrop of S205 in Xingren County，Zhongwei City

1.3.4 晚石炭世—二疊紀(jì)伸展系統(tǒng)

該伸展系統(tǒng)主要發(fā)育在盆地西緣。如圖2所示，經(jīng)歷加里東期擠壓變形后，賀蘭山一帶再次發(fā)生伸展［22-23，27］，充填較厚的海-陸過(guò)渡相頁(yè)巖、粉砂巖、煤系沉積，厚達(dá)500～1 500 m。

1.3.5 晚侏羅世—早白堊世初期沖斷系統(tǒng)

晚侏羅世—早白堊世初期，鄂爾多斯地塊西緣、南緣、東緣與北緣均發(fā)生向盆地內(nèi)部的擠壓變形，這是鄂爾多斯地塊構(gòu)造變形最為強(qiáng)烈的時(shí)期［52-69］。如圖6所示，該剖面自西向東切過(guò)銀川斷陷-橫山堡逆沖帶等構(gòu)造區(qū)帶，橫山堡逆沖帶早期呈臺(tái)階狀沖斷層向東逆沖，向西地貌依次升高，導(dǎo)致前新生界由東向西依次剝蝕減薄或尖滅，橫山堡逆沖帶為基底卷入型沖斷層系統(tǒng)，斷層向下進(jìn)入前長(zhǎng)城系韌性剪切層，剖面上構(gòu)成壓扭構(gòu)造組合（圖6a）。在局部放大圖中（圖6b），可清楚見(jiàn)到中侏羅統(tǒng)與下伏三疊系、二疊系、奧陶系等之間的削截不整合接觸關(guān)系（圖6b中Ⅰ部位），為印支運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。而下白堊統(tǒng)與中侏羅統(tǒng)之間為下削上超關(guān)系，其間缺失上侏羅統(tǒng)，中侏羅統(tǒng)在橫山堡斷層上盤(pán)自東、西兩端向中部被削蝕，中侏羅統(tǒng)底部不整合面（印支運(yùn)動(dòng)面）被褶皺，從下白堊統(tǒng)底部不整合面的褶皺樣式來(lái)看（圖6b中Ⅱ部位），橫山堡斷層活動(dòng)于侏羅紀(jì)末期，形成了斷層傳播褶皺背斜帶；橫山堡斷層端點(diǎn)止于白堊系底部不整合面（燕山早期運(yùn)動(dòng)面）。下白堊統(tǒng)底部向西超覆于橫山堡構(gòu)造帶的削蝕區(qū)之外，表明下白堊統(tǒng)的沉積范圍拓寬，進(jìn)入熱沉降拗陷階段。而下白堊統(tǒng)頂部與漸新統(tǒng)清水河組（E3q）之間呈削截不整合接觸（燕山晚期運(yùn)動(dòng)面）（圖6b中Ⅲ部位），下白堊統(tǒng)自東向西被剝蝕，漸新統(tǒng)自西向東逐層超覆，說(shuō)明二者之間經(jīng)歷了強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。不僅缺失了上白堊統(tǒng)—始新統(tǒng)，而且二者之間發(fā)生了由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換。燕山早期、晚期運(yùn)動(dòng)在橫山堡構(gòu)造帶發(fā)生疊加。新生代銀川地塹的東翼疊加在燕山期剝蝕面之上［70-71］。

圖6 鄂爾多斯盆地西緣橫山堡沖斷帶地震-地質(zhì)解釋剖面（a）及局部地震剖面放大圖（b）Fig.6 Geological interpretation of the seismic section（a）crossing and the zoom-in（b）of part of the Hengshanpu thrust belt at the western margin of the Ordos Basin

鄂爾多斯地塊南緣在燕山期沖斷變形強(qiáng)烈（圖4）。在渭北隆起涇河大橋東側(cè)約1 km處，紙坊組（T2zf）上段下部發(fā)育一個(gè)由南向北的大型逆沖推覆構(gòu)造，由兩個(gè)前翼倒轉(zhuǎn)的斷層傳播褶皺背斜與一個(gè)斷層轉(zhuǎn)折褶皺背斜構(gòu)成，下伏一典型的向北抬升的低角度臺(tái)階狀逆沖斷層，為燕山期南緣沖斷系統(tǒng)的前鋒斷層。

鄂爾多斯地塊東緣的盆-山過(guò)渡帶依據(jù)地面出露的構(gòu)造特征、地震剖面斷裂構(gòu)造樣式、斷裂性質(zhì)等特征，自南而北可劃分為韓陽(yáng)—東王、龍亭—黑龍關(guān)、黑龍關(guān)—中陽(yáng)、離石—交樓申與興縣—清水等5個(gè)區(qū)段，并可進(jìn)一步細(xì)劃為韓陽(yáng)、韓城、店坪、黑龍關(guān)、中陽(yáng)、離石、方山、河曲、清水等9個(gè)亞段，均為燕山期沖斷形成［72-73］。不同段之間存在構(gòu)造轉(zhuǎn)換。

鄂爾多斯地塊北緣這一時(shí)期的擠壓變形強(qiáng)烈［27］，如在伊盟隆起南側(cè)，沿三眼井-烏蘭林格斷裂形成大型的多期活動(dòng)的斷層傳播褶皺背斜帶［12］，形成了三眼井、烏蘭吉林、泊爾江海子、李家渠等斷裂帶。

1.3.6 古近紀(jì)始新世—第四紀(jì)周緣地塹系統(tǒng)

鄂爾多斯地塊周緣在始新世以來(lái)發(fā)育地塹系統(tǒng)［74-75］。如圖6a，銀川地塹疊加在西緣沖斷系統(tǒng)之上［70-71］，漸新統(tǒng)不整合在長(zhǎng)城系或前長(zhǎng)城系之上，表明在地塹形成之前，地塹中心部位經(jīng)歷了長(zhǎng)期的隆升、剝蝕。銀川地塹位于原來(lái)隆起的高部位。渭河地塹也具有類(lèi)似特征，鉆井資料表明漸新統(tǒng)高陵群不整合在寒武系之上。

1.3.7 中新世晚期—第四紀(jì)西南緣弧形沖斷系統(tǒng)

10 Ma以來(lái)，青藏高原東北緣逆沖作用于鄂爾多斯地塊西南緣，在海原斷裂和六盤(pán)山斷裂一帶發(fā)生壓扭性活動(dòng)，隴西地塊向東南擠出，將原來(lái)的始新世—中新世盆地改造，形成了海原斷裂（10 Ma）、天景山斷裂帶（8～5 Ma）、香山斷裂帶（2 Ma）等前展式弧形斷裂系統(tǒng)，構(gòu)成鄂爾多斯地塊西南緣向西北撒開(kāi)、向東南收斂的帚狀斷裂系統(tǒng)。在地殼結(jié)構(gòu)上，鄂爾多斯地塊呈靜止的Ⅱ型構(gòu)造楔，而青藏高原東北緣上地殼向上逆沖，下地殼則向下俯沖，形成“鱷魚(yú)嘴”構(gòu)造樣式［76］。這一構(gòu)造活動(dòng)可能作用于整個(gè)鄂爾多斯地塊，使其發(fā)生了逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)［12］。

1.4 區(qū)域不整合面及其成因機(jī)制

鄂爾多斯盆地自下而上發(fā)育的沉積蓋層包括中-新元古界的長(zhǎng)城系、薊縣系、震旦系，下古生界的寒武系、奧陶系，上古生界的石炭系、二疊系，中生界三疊系、侏羅系及白堊系，新生界發(fā)育不全，盆地普遍缺失志留系-泥盆系，大部分缺失震旦系、下石炭統(tǒng)、上白堊統(tǒng)，新生界平面分布局限性大。

依據(jù)不整合面發(fā)育特征，將鄂爾多斯盆地地層劃分為6大構(gòu)造層：中-新元古界構(gòu)造層、下古生界構(gòu)造層、上古生界-三疊系構(gòu)造層、侏羅系構(gòu)造層、白堊系構(gòu)造層和新生界構(gòu)造層；具多旋回疊合盆地的發(fā)育特征［7，10-12］。

在鄂爾多斯盆地，由下至上識(shí)別出10個(gè)區(qū)域不整合面：長(zhǎng)城系與前長(zhǎng)城系（Ch/AnCh）、薊縣系與前薊縣系（Jx/AnJx）、震旦系與前震旦系（Z/AnZ）、寒武系與前寒武系（C-/An C-）、奧陶系與前奧陶系（O/AnO）、石炭系與前石炭系（C/AnC）、三疊系與前三疊系（T/AnT）、侏羅系與前侏羅系（J/AnJ）、白堊系與前白堊系（K/AnK）、第四系與前第四系（Q/AnQ）（圖2，圖4—圖6）；還發(fā)育二疊系與前二疊系（P/AnP）、古近系與前古近系（E/AnE）等局部不整合面。盆地本部主要發(fā)生了5次大的隆升剝蝕。

1）長(zhǎng)城系底部不整合面：為長(zhǎng)城系碎屑巖與下伏基底高級(jí)變質(zhì)巖之間的異巖不整合，也是角度不整合面。即克拉通經(jīng)歷長(zhǎng)期剝露、剝蝕之后，長(zhǎng)城系為其第一套沉積蓋層［24］，為伸展背景之下的裂谷充填沉積（圖1）。

2）薊縣系底部不整合面：薊縣系沉積范圍較長(zhǎng)城系大為縮小，主要偏于盆地的西部，與長(zhǎng)城系之間為低角度不整合-平行不整合。長(zhǎng)城系為斷陷沉積，薊縣系則具有拗陷沉積特點(diǎn)，以硅質(zhì)白云巖為主。

3）震旦系底部不整合面：鄂爾多斯地塊震旦系羅圈組冰磧巖分布局限，僅見(jiàn)于西緣和南緣［24］，與薊縣系之間缺失青白口紀(jì)沉積。這表明鄂爾多斯地塊在新元古代大范圍處于隆升剝蝕狀態(tài)，推測(cè)與寬坪洋盆關(guān)閉引起的區(qū)域擠壓與隆升有關(guān)［12］。

4）寒武系底部不整合面：在鄂爾多斯盆地缺失寒武系底部沉積，多數(shù)地區(qū)自下寒武統(tǒng)上部辛集組或中寒武統(tǒng)毛莊組開(kāi)始沉積，剝蝕時(shí)間較長(zhǎng)（圖7a）。寒武系向伊盟隆起、鎮(zhèn)原隆起、烏審旗隆起等高部位逐漸超覆。

圖7 鄂爾多斯盆地地層分布特征Fig.7 Stratigraphic distribution of the Ordos Basin

5）奧陶系底部不整合面：鄂爾多斯地塊東緣、東南緣發(fā)育冶里組和亮甲山組，其余大多數(shù)地區(qū)缺失，馬家溝組不整合于下伏地層之上（圖7a），其間缺失時(shí)限達(dá)10～20 Myr。馬家溝組底界在巖性上存在明顯的突變關(guān)系，盆地周緣馬家溝組底部普遍發(fā)育礫巖、石英砂巖或泥巖（云質(zhì)泥巖或泥質(zhì)云巖）；在華北克拉通上，該不整合面也稱(chēng)為懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)面［77-79］。懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)具多階段“幕式”活動(dòng)特點(diǎn)，從中寒武世張夏期末一直延續(xù)到早奧陶世亮甲山期，經(jīng)歷了海床抬升、暴露剝蝕、振蕩性沉積等多個(gè)階段［77］，其中亮甲山末期與馬家溝期之間的沉積間斷在區(qū)域上穩(wěn)定分布，是該運(yùn)動(dòng)形成的主要不整合面，沉積間斷時(shí)限達(dá)3～18 Myr［79］。

6）石炭系底部不整合面：主要為上石炭統(tǒng)與奧陶系之間的不整合面。在西緣、南緣、東緣可見(jiàn)角度不整合面，在盆地內(nèi)部為平行不整合面或低角度削截不整合面，其間缺失時(shí)限達(dá)150～230 Myr。該期運(yùn)動(dòng)即加里東運(yùn)動(dòng)［7，12］（圖2，圖4—圖6，圖7b），為鄂爾多斯地塊南緣商丹洋盆關(guān)閉引起的區(qū)域擠壓所致［34-36］。

7）三疊系底部不整合面：該不整合面常不易被識(shí)別。為下三疊統(tǒng)劉家溝組與下伏地層之間的低角度-平行不整合，盆地內(nèi)部可見(jiàn)整合接觸。為華北地塊北側(cè)索倫洋盆閉合在盆地內(nèi)部的響應(yīng)，但剝蝕時(shí)限較短。

8）侏羅系底部不整合面：如圖6b，盆地內(nèi)部缺失下侏羅統(tǒng)-上三疊統(tǒng)長(zhǎng)（延長(zhǎng)組）1段—長(zhǎng)3段，缺失時(shí)限為20～40 Myr，是華北地塊與揚(yáng)子地塊碰撞、拼合后在盆地內(nèi)部的響應(yīng)［80-82］。在華北克拉通東部形成一系列EW向延伸的背斜帶與向斜帶。

9）白堊系底部不整合面：是燕山運(yùn)動(dòng)在盆地內(nèi)部的響應(yīng)［64-69，83-85］（圖6b）。圖7c中的侏羅系呈SN向分布，是鄂爾多斯地塊東、西向擠壓的結(jié)果。但實(shí)際上，鄂爾多斯地塊南、北向的擠壓也很強(qiáng)，如伊盟隆起南側(cè)的三眼井-烏蘭林格斷裂帶、渭北隆起的三疊系-侏羅系的擠壓沖斷構(gòu)造（圖4）。鄂爾多斯地塊四周受擠的構(gòu)造背景及其構(gòu)造作用產(chǎn)物是鄂爾多斯盆地構(gòu)造活動(dòng)的一個(gè)典型特色。

10）第四系底部不整合面：第四系砂礫、黃土等不整合在下伏中生界之上，為氣候與隆升共同控制的結(jié)果。

在一個(gè)“穩(wěn)定”的克拉通盆地內(nèi)卻發(fā)育了10個(gè)區(qū)域性不整合面，這些不整合面多數(shù)還是響應(yīng)周緣板塊構(gòu)造事件的產(chǎn)物（即區(qū)域性海退事件影響較?。?2，35-36，65，80，83-85］，表明鄂爾多斯地塊在周?chē)鍓K活動(dòng)的控制下活動(dòng)性較強(qiáng)。

1.5 構(gòu)造沉降的時(shí)-空差異變化

克拉通的構(gòu)造沉降是反映其成因機(jī)制及其平面變化的靈敏標(biāo)志。從鄂爾多斯盆地不同構(gòu)造部位的構(gòu)造沉降曲線(xiàn)及構(gòu)造沉降速率來(lái)看，構(gòu)造沉降具有明顯的旋回性與平面差異性。除中-新元古代的裂陷-拗陷旋回外，鄂爾多斯盆地還發(fā)育早古生代、石炭紀(jì)—三疊紀(jì)與侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)等構(gòu)造沉降旋回（圖8）。

從圖8可知，鄂爾多斯盆地在中寒武世毛莊期緩慢沉降，徐莊期與張夏期快速沉降；而晚寒武世三山子期發(fā)生隆升。在早奧陶世，冶里組-亮甲山組沉積期發(fā)生隆升剝蝕，馬（馬家溝組）一段-馬二段沉積期緩慢沉降、馬三段沉積期（馬三期）快速沉降、馬四期緩慢沉降、馬五期快速沉降、馬六期緩慢沉降，呈現(xiàn)出不等時(shí)的緩慢、快速相間的沉降特點(diǎn)，即出現(xiàn)非線(xiàn)性變化特點(diǎn)。整體而言，桃59井較之寧探1井的構(gòu)造沉降量更大。

對(duì)其他層系的構(gòu)造沉降量進(jìn)行分析，得到了大致相似的結(jié)果（圖8）。構(gòu)造沉降的3個(gè)沉降旋回中共發(fā)育了11個(gè)沉降中心，早古生代沉降旋回的沉降中心位于盆地西緣與南緣，石炭紀(jì)—三疊紀(jì)的沉降中心位于盆地西緣、西南緣和北緣，侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)的沉降中心位于盆地西緣，呈南北向展布（圖7c）。

圖8 鄂爾多斯盆地構(gòu)造沉降量與構(gòu)造沉降速率變化特征Fig.8 Variations of tectonic subsidence amplitude and rate in the Ordos Basin

沉降中心的遷移反映出不同部位構(gòu)造沉降量的顯著變化，也體現(xiàn)出沉降機(jī)制如熱沉降、撓曲沉降或動(dòng)力沉降等綜合效應(yīng)的平面變化以及隨時(shí)間的變化。關(guān)于這一點(diǎn)，有待于基于探井的高分辨率分析結(jié)果來(lái)驗(yàn)證。

1.6 鄂爾多斯地塊及其周緣強(qiáng)震活動(dòng)

鄂爾多斯地塊周緣渭河地塹、汾河地塹、銀川地塹、河套地塹及西南緣海原-六盤(pán)山斷裂帶一線(xiàn)，是近現(xiàn)代大陸強(qiáng)震活動(dòng)區(qū)（圖9）。在盆地中南部，沿基底NE向斷裂帶，也有多個(gè)ML（里氏震級(jí)）5.0級(jí)以上地震分布，表明鄂爾多斯地塊已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)活躍期。河套地塹系、汾渭地塹系、銀川地塹系、海原-六盤(pán)山斷裂帶是強(qiáng)烈活動(dòng)帶，平?jīng)?吳起、銅川-延川、晉西撓褶帶也是地震活動(dòng)帶。

圖9 鄂爾多斯地塊內(nèi)部及周緣的中-強(qiáng)震活動(dòng)Fig.9 Moderate and strong earthquake activities in the Ordos Basin and on its periphery

2 鄂爾多斯地塊“活化”相關(guān)的板塊構(gòu)造背景與深部背景

2.1 周緣板塊構(gòu)造背景

鄂爾多斯地塊在不同時(shí)期遭受了周緣板塊構(gòu)造活動(dòng)的影響［34-36，56，59，67，76，84-85］。在古生代，受南、北洋盆打開(kāi)、擴(kuò)張與俯沖、關(guān)閉的直接影響［86-88］，形成伸展與聚斂構(gòu)造體制；而在侏羅紀(jì)以來(lái)，遠(yuǎn)離板塊邊界，以陸內(nèi)構(gòu)造變形為特征［85，89］。

鄂爾多斯地塊北側(cè)的古亞洲洋起始于新元古代晚期，主要發(fā)育于寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)［86-87］。沿索倫—溫都爾廟—西拉木倫一線(xiàn)存在新元古代—中志留世的蛇綠巖以及二疊紀(jì)蛇綠巖［86-87］，沿該線(xiàn)早古生代和二疊紀(jì)均存在洋盆或者處于洋殼俯沖階段。奧陶紀(jì)—志留紀(jì)初，在索倫和溫都爾廟附近存在洋殼俯沖，并形成島弧，以橄欖巖、枕狀玄武巖、玄武質(zhì)安山巖、安山巖和硅質(zhì)巖等為特征；晚志留世，洋盆開(kāi)始關(guān)閉；二疊紀(jì)末—三疊紀(jì)，該洋盆自西向東呈剪刀狀最終閉合［90］。

鄂爾多斯地塊南側(cè)在早古生代發(fā)育商丹洋盆與二郎坪洋盆，為原特提斯洋的一部分［34-36］。位于北秦嶺及南秦嶺之間的商丹洋形成于600～534 Ma，向北俯沖在北秦嶺陸塊之下。根據(jù)北秦嶺構(gòu)造帶變質(zhì)巖（510～400 Ma）及巖漿巖（514～420 Ma）年代學(xué)及地殼深熔和混合巖化的時(shí)代（517～445 Ma）推斷［36，88］，商丹洋的俯沖起始于514 Ma或稍晚，一直持續(xù)到大約420 Ma結(jié)束［88-89］。位于北秦嶺與華北克拉通南緣之間的二郎坪弧后盆地在508 Ma左右逐漸打開(kāi)形成洋盆并開(kāi)始擴(kuò)張，在450 Ma或稍晚洋盆閉合，導(dǎo)致了華北克拉通南緣及北秦嶺北部S型花崗巖的形成［36，90］。這是中-晚奧陶世（至早石炭世）華北克拉通南緣強(qiáng)烈擠壓、沖斷、隆升與剝蝕的構(gòu)造背景［12，91］。

中生代早期，因勉略洋盆的關(guān)閉［34］，華北地塊與揚(yáng)子地塊碰撞，發(fā)生近南北向大陸匯聚。華北克拉通上形成近WE向褶皺帶。但在中三疊世末期—晚三疊世，鄂爾多斯地塊上穩(wěn)定發(fā)育了大型湖盆。最新研究表明［92-93］，這一湖盆形成于伸展構(gòu)造背景［12］。

中-晚侏羅世，華北克拉通及鄰區(qū)受古太平洋、蒙古-鄂霍茨克洋與班公-怒江洋俯沖與關(guān)閉的控制［85，94］。180～150 Ma古太平洋板塊發(fā)生俯沖作用，140～110 Ma蒙古-鄂霍茨克洋的關(guān)閉與班公-怒江洋盆的最終關(guān)閉［95-97］，形成了中國(guó)大陸三面受擠的構(gòu)造背景［66-67，84-85］。狼山構(gòu)造帶于178～175 Ma發(fā)生NWSE向的強(qiáng)烈擠壓變形［59，67，98］，而太行山-呂梁山構(gòu)造帶則在165～150 Ma發(fā)生NW—NWW向擠壓變形［94］，導(dǎo)致盆地內(nèi)部遭受EW—NWW向擠壓變形。

10 Ma以來(lái)，青藏高原東北緣向北擴(kuò)展，對(duì)鄂爾多斯地塊西南緣施加擠壓作用［74，76］，隴西地塊向東南擠出，鄂爾多斯地塊發(fā)生了順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

2.2 深部構(gòu)造背景

鄂爾多斯盆地在寒武紀(jì)—三疊紀(jì)處于降溫過(guò)程，地溫梯度自30℃/km降低到22℃/km；侏羅紀(jì)—早白堊世則處于升溫過(guò)程，早白堊世的古地溫梯度為40℃/km，盆地南部更高［99-101］；晚白堊世以來(lái)處于降溫過(guò)程，第四紀(jì)降低到28℃/km。根據(jù)地溫梯度的約束，可以反推地殼厚度與巖石圈的厚度（熱巖石圈厚度）［102］。從地殼、巖石圈厚度的變化則可推斷250 Ma以來(lái)鄂爾多斯地殼、巖石圈厚度及其伸展特征。模擬計(jì)算表明，早白堊世末期熱巖石圈厚度減薄到50～75 km［101］，減薄量達(dá)80 km以上，巖石圈伸展率達(dá)60%，巖石圈伸展因子達(dá)2.0以上，地殼、巖石圈發(fā)生了非均一伸展（圖10）。

圖10 據(jù)250 Ma以來(lái)鄂爾多斯地塊的地殼、巖石圈厚度變化（a）計(jì)算得到的地殼與巖石圈的減薄量（b）、伸展率（c）與伸展因子（d）Fig.10 Thickness variation of the crust and the lithosphere since the 250 Ma（a）and their calculated thinning（b），extension rate（c）and extension factor（d）

不同構(gòu)造單元的地殼與巖石圈伸展變化趨勢(shì)基本一致（圖10），但變化量則相對(duì)較大（圖11）。在中生代開(kāi)始時(shí)，熱巖石圈厚度相對(duì)較厚，可達(dá)180 km，三疊紀(jì)末期變?yōu)?50 km，各構(gòu)造單元的厚度較為均一。

侏羅紀(jì)—早白堊世，熱巖石圈開(kāi)始迅速減?。▓D10，圖11）。其中，渭北隆起巖石圈減薄最為劇烈，從三疊紀(jì)末期的150 km減少至早白堊世末期的70 km，該區(qū)域的熱巖石圈伸展因子可達(dá)3.18，伸展率為69%；晉西撓褶帶、伊盟隆起、伊陜斜坡的巖石圈厚度變化趨勢(shì)較為一致，均從三疊紀(jì)末期的150 km左右減少至早白堊世末期的90 km，熱巖石圈的伸展因子為2.4～2.6，伸展率為59%～62%；而天環(huán)坳陷與西部沖斷帶具有一致的變化趨勢(shì)，從三疊紀(jì)末期的150 km減少至早白堊世末期的105 km，厚度變化最小，熱巖石圈伸展因子為2.1～2.2，伸展率為52%～54%。此后，巖石圈厚度后期迅速增加至79～133 km。至新生代，熱巖石圈進(jìn)一步增厚至81～158 km［101-102］。

圖11 250 Ma以來(lái)鄂爾多斯盆地不同構(gòu)造單元巖石圈的厚度變化及伸展特征Fig.11 Thicknessvariation and extension featuresof thecrust and lithospherewithin each tectonic unit in the Ordos Basin since 250 Ma

上述分析是在“早白堊世的熱巖石圈發(fā)生大規(guī)模減薄”的前提下得到的。這種計(jì)算的合理性仍值得商榷，若巖石圈減薄達(dá)到80 km以上，可能在地殼淺層會(huì)發(fā)生大規(guī)模伸展破裂，如同華北克拉通東部的渤海灣地區(qū)一樣。若沒(méi)有伸展，那么地溫梯度的急劇增大又是什么原因？前述的早白堊世鄂爾多斯地塊內(nèi)部大規(guī)模的巖漿活動(dòng)又是如何形成的？巖漿的大規(guī)模產(chǎn)生則需要增溫過(guò)程，使巖石圈底部或下地殼部分熔融，其后沿薄弱帶向上侵入或噴發(fā)地表。

2.3 鄂爾多斯地塊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)與其北部（至陰山帶）中新世晚期—第四紀(jì)的活化

大地電磁與地震層析成像研究揭示了鄂爾多斯地塊北部地殼-上地幔存在低速高導(dǎo)體，反映了該地區(qū)上地幔可能存在部分熔融［103-107］。

呂宏斌在鄂爾多斯盆地北部-河套地塹下方識(shí)別出了電阻率為1～20Ω·m的低阻異常區(qū)［103］，寬約230 km，自深度約180 km的軟流圈呈片狀向上延至莫霍面，分為3個(gè)低阻異常區(qū)，而河套地塹之下的低阻異常區(qū)上延至上地殼，推測(cè)為地幔上涌導(dǎo)致的部分熔融物質(zhì)所致［103-105］。

沿107.6°E南北向剖面上，通過(guò)聯(lián)合反演得到二維S波速度結(jié)構(gòu)，在伊盟隆起及鄰區(qū)，較深的低速異常反映了與深部物質(zhì)上涌相關(guān)的地塹形成過(guò)程［106］。

胡祥云研究了鄂爾多斯地塊及周緣三維電性結(jié)構(gòu)模型［107］，在10，35，60，90，120，150 km深度切片上，識(shí)別出了鄂爾多斯地塊北段及以北的內(nèi)蒙古縫合帶、陰山地塊和中部造山帶北段（包括漢諾壩、大同火山、五臺(tái)—阜平地區(qū)、呂梁雜巖體南部）下方存在明顯的“蘑菇狀”高導(dǎo)體，該高導(dǎo)體由下地殼高導(dǎo)層（C1）、巖石圈層次近垂向高導(dǎo)體（C3）和上地幔高導(dǎo)體（C2）相連組成，組成自軟流圈上延到地殼底界的“羽狀”結(jié)構(gòu)。與呂宏斌等的結(jié)果較為一致［103-105］，也與S波反演結(jié)果相吻合［103，105］。該地區(qū)地殼-上地幔的高導(dǎo)、低S波速的特性，推測(cè)其成因?yàn)閷?dǎo)電硫化物。結(jié)合早白堊世的巖漿巖和6.4 Ma的玄武巖活動(dòng)［46］，還有大同近代火山活動(dòng)，推測(cè)為上地幔上涌的部分熔融物質(zhì)。

鄂爾多斯地塊Pn波速度成像結(jié)果也表明［108］，在華北克拉通中部帶的太行山、忻定盆地、大同盆地一帶，鄂爾多斯盆地北部伊盟隆起—陰山等區(qū)存在大面積的低速異常區(qū)，指示上地幔頂部的部分熔融，殼、幔可能發(fā)生了較強(qiáng)的相互作用。

以上結(jié)果充分說(shuō)明，鄂爾多斯地塊以及華北中部造山帶的北部在新生代發(fā)生了活化。圖12給出了該區(qū)的6個(gè)低阻異常體（C1，C2，C3，C4，C5和C6）［103-107］，推測(cè)為上地幔部分熔融的部位。其成因與印-藏碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)有關(guān)，青藏高原東北緣發(fā)生弧形沖斷，隴西地塊向東南擠出，導(dǎo)致鄂爾多斯地塊發(fā)生了逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)［74，83-84，109-110］，周緣形成地塹系統(tǒng)［111-113］，構(gòu)成了巖石圈的軟弱帶；深部熔體沿著鄂爾多斯巖石圈的周緣薄弱區(qū)上涌，巖石圈發(fā)生了減薄并被改造，從而使鄂爾多斯地塊北部發(fā)生了較大程度的活化與減薄。

圖12 鄂爾多斯地塊新生代的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)及其北部的“低阻高導(dǎo)體”分布Fig.12 Map showing the anti-clockwise rotation of the Ordos Block during the Cenozoic and distribution of low-resistivity and highconductivity bodiesin the northern Ordos Basin

3 結(jié)論

1）鄂爾多斯地塊處于華北克拉通西部，地塊內(nèi)部長(zhǎng)城系—白堊系平緩展布，具有典型的克拉通性質(zhì)。與華北克拉通東部的破壞相比，克拉通西部自中元古代以來(lái)斷裂活動(dòng)、隆升剝蝕、巖漿活動(dòng)等體現(xiàn)出一定程度的活動(dòng)性。

2）鄂爾多斯地塊的活化主要體現(xiàn)在6個(gè)方面：①地塊內(nèi)部或周緣發(fā)生了中元古代、寒武紀(jì)—早奧陶世、石炭紀(jì)—早二疊世、中-晚三疊世與新生代等5期裂谷活動(dòng)，裂谷分布不均、伸展強(qiáng)度不一，從早至晚，裂谷活動(dòng)具有從強(qiáng)至弱再增強(qiáng)的特點(diǎn)；②地塊內(nèi)部發(fā)育了中-新元古代、奧陶紀(jì)、晚石炭世、中-晚三疊世、早白堊世與中新世晚期—第四紀(jì)等6期巖漿活動(dòng)事件，尤以長(zhǎng)城紀(jì)、早白堊世巖漿活動(dòng)為盛；③發(fā)育中元古代正斷層組合、寒武紀(jì)—早奧陶世正斷層組合、中-晚奧陶世沖斷系統(tǒng)、晚石炭世—二疊紀(jì)伸展斷層系統(tǒng)、晚侏羅世—早白堊世初沖斷系統(tǒng)、始新世—第四紀(jì)周緣地塹系統(tǒng)和中新世晚期—第四紀(jì)西南緣弧形沖斷系統(tǒng)等7個(gè)時(shí)期的斷裂系統(tǒng)及其相關(guān)褶皺帶；④發(fā)育了Ch/AnCh，Jx/AnJx，Z/AnZ，C-/An C-，O/AnO，C/AnC，T/AnT，J/AnJ，K/AnK，Q/AnQ等10個(gè)區(qū)域性不整合面，分布于整個(gè)盆地，多數(shù)為構(gòu)造事件的產(chǎn)物；⑤經(jīng)歷了中-新元古代、早古生代、石炭紀(jì)—三疊紀(jì)與侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)等4個(gè)構(gòu)造沉降旋回，構(gòu)造沉降具有明顯的旋回性與平面差異性，沉降中心的遷移現(xiàn)象較為普遍，沉降中心的遷移反映了斷裂活動(dòng)、熱冷卻沉降與撓曲沉降作用的分區(qū)性，盆地的成因復(fù)雜多變，為多種沉降機(jī)制的復(fù)雜疊加組合；⑥新生代，地塊內(nèi)部與周緣差異性構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，周緣發(fā)育地塹系，內(nèi)部則隆升剝蝕，發(fā)育黃土高原；地塊周緣邊界斷裂帶常為活動(dòng)斷裂，發(fā)生了一系列強(qiáng)震，盆地內(nèi)部北東向斷裂帶也有一定程度的復(fù)活。

3）鄂爾多斯地塊的活化受周緣板塊構(gòu)造背景與深部構(gòu)造活動(dòng)的控制。古生代分別受南、北緣特提斯洋與古亞洲洋的打開(kāi)與關(guān)閉的影響，盆地經(jīng)歷了相應(yīng)的伸展與聚斂交替作用過(guò)程；中新生代以來(lái)，受（古）太平洋、蒙古-鄂霍茨克洋和新特提斯洋俯沖與關(guān)閉的影響，鄂爾多斯地塊發(fā)生了強(qiáng)烈的陸內(nèi)構(gòu)造變形。早白堊世末期，鄂爾多斯地塊的地殼與巖石圈可能經(jīng)歷了大規(guī)模減薄作用，目前成因不太清楚。新生代晚期，受青藏高原東北緣擠壓的影響，隴西地塊向東南擠出，鄂爾多斯地塊發(fā)生了逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，周緣發(fā)育了張扭地塹系統(tǒng)，沿地塊周緣薄弱帶上地幔物質(zhì)部分熔融上侵，鄂爾多斯地塊北部的巖石圈發(fā)生明顯活化、減薄與改造。

4）鄂爾多斯地塊的活化特點(diǎn)及其成盆意義，活化事件與油氣、煤、鹽、鈾礦等礦產(chǎn)資源的形成和富集之間的成因聯(lián)系，尚需進(jìn)一步的揭示與深入探討，期待同仁們共同關(guān)注。

致謝：本文在寫(xiě)作過(guò)程中，得到了李德生、張國(guó)偉、賈承造、王成善等院士的指導(dǎo)。在與劉池洋、羅曉容、劉文匯、陳洪德、劉波、任戰(zhàn)利、周進(jìn)高、金曉輝、高山林等教授的交流中，受益匪淺，在此謹(jǐn)致謝忱。