鄂爾多斯盆地東部邊界的構(gòu)造學(xué)分析：以石樓北地區(qū)為例*

石 婧 何登發(fā) 包洪平 魏柳斌

1 中國地質(zhì)大學(xué) （北京）能源學(xué)院，北京 100083

2 中國石油長慶油田公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710018

鄂爾多斯盆地位于華北克拉通西部，整體上為多次升降、拗陷遷移的多旋回克拉通盆地 （楊俊杰，2002；翟明國，2021），也是一個大型含油氣盆地，蘊藏著豐富的能源礦產(chǎn)。受多次構(gòu)造運動影響，鄂爾多斯盆地周緣地帶形成了復(fù)雜的構(gòu)造帶和盆－山耦合系統(tǒng) （王錫勇等，2010），這些構(gòu)造帶和盆－山耦合系統(tǒng)的變形特征記錄了其經(jīng)歷的構(gòu)造變動過程和應(yīng)力作用方式 （張岳橋等，2006）?，F(xiàn)今鄂爾多斯盆地被劃分為6個構(gòu)造帶，分別是伊陜斜坡、伊盟隆起、天環(huán)坳陷、西緣沖斷帶、渭北隆起以及晉西撓褶帶。通常將鄂爾多斯盆地東部邊界主要劃分在晉西撓褶帶，其西臨黃河，與盆內(nèi)伊陜斜坡相接，北接伊盟隆起，南部與渭北隆起以及渭河盆地相連，東部與呂梁隆起相呼應(yīng)，其中呂梁隆起屬于山西地塊。前人對于鄂爾多斯東部的構(gòu)造樣式及特征 （張岳橋等，2006；廖昌珍等，2007；趙紅格等，2007；王錫勇等，2010）、煤層氣 （蔡益棟等，2022；陳晨和王克，2022；王成旺等，2022；楊秀春等，2022）、頁巖相 （徐立富等，2021；彭思鐘等，2022；孫越等，2022；王以城等，2022）等研究較多，已取得了一定的認(rèn)識，但盆地東部邊界原始沉積位置尚不明確，依然處于探索階段。為了對鄂爾多斯盆地東部邊界有一個新討論，筆者選取晉西撓褶帶中南段石樓北區(qū)域進(jìn)行構(gòu)造學(xué)分析，主要基于過該區(qū)域構(gòu)建的1條盆－山尺度的南西—北東向區(qū)域地質(zhì)大剖面，將伊陜斜坡—晉西撓褶帶—呂梁隆起相連進(jìn)行綜合研究，并運用2D-Move軟件進(jìn)行反演與正演模擬，對其構(gòu)造變形進(jìn)行定量分析。該成果可為鄂爾多斯東緣范圍、構(gòu)造變形、演化特征研究以及晉西撓褶帶煤層氣勘探開發(fā)提供參考。

1 地質(zhì)背景

晉西撓褶帶為南北長約400 km、東西寬50 km的狹長地帶，面積約為2×104km2（山西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989）。地理位置上，其位于山西省西部，北起準(zhǔn)格爾旗，南至河津市，東以離石大斷裂為界與呂梁隆起相呼應(yīng)，西臨黃河，與盆地內(nèi)伊陜斜坡相接。鄂爾多斯東緣整體呈向西、北西緩傾斜的大型單斜構(gòu)造 （Liuetal.，2018；Luoetal.，2018）。晉西撓褶帶地形東高西低，海拔在700～1500m之間，地層較為齊全，出露地層?xùn)|部老、西部新，其中東部出露地層整體以古生界為主，自下而上為寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系和侏羅系，而西部出露地層多為侏羅系、三疊系、二疊系，在晉西撓褶帶北部靠近神木—府谷一帶可見侏羅系。

研究區(qū)位于晉西撓褶帶中南部（圖1－a），北與柳林、米脂相接，南臨石樓西，東靠呂梁山，西為子洲—清澗。下古生界地層發(fā)育齊全，自下而上發(fā)育寒武系饅頭組、毛莊組、徐莊組、張夏組、三山子組及奧陶系冶里組、亮甲山組、馬家溝組，其中馬家溝組自下而上分為馬一段至馬六段（圖1－b）。下寒武統(tǒng)饅頭組與中元古界長城系呈角度不整合接觸，下奧陶統(tǒng)冶里組與上寒武統(tǒng)三山子組及下奧陶統(tǒng)馬家溝組與上石炭統(tǒng)本溪組也呈不整合接觸。文中選取石樓北區(qū)域1條南西—北東向地質(zhì)剖面A，并基于該地質(zhì)剖面進(jìn)行研究。

圖1 鄂爾多斯盆地石樓北地區(qū)地質(zhì)剖面位置 （a）和下古生界綜合柱狀圖 （b）Fig.1 Regional geological profile location location（a）and comprehensive histogram of the Lower Paleozoic（b）of northern Shilou area in Ordos Basin

2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

2.1 地質(zhì)剖面解釋

圖2為石樓北區(qū)域南西—北東向地質(zhì)剖面A，并對重要的局部細(xì)節(jié)進(jìn)行放大（圖3）。剖面地層從下至上分別為下奧陶統(tǒng)、馬一段、馬二段、馬三段、馬四段、馬五段及石炭系8＃煤層、5＃煤層和石千峰組。

圖2 鄂爾多斯盆地石樓北地區(qū)南西—北東向地質(zhì)剖面A（剖面位置見圖1）Fig.2 NE－SW geological section A of northern region of Shilou area in Ordos Basin（profile site shown in Fig.1）

圖3 鄂爾多斯盆地石樓北地區(qū)南西—北東向地質(zhì)剖面A局部放大圖 （剖面位置見圖2）Fig.3 Enlarged view of SW－NE geological section A of northern region of Shilou area in Ordos Basin（profile site shown in Fig.2）

從圖2可以看出，奧陶系整體厚度變化不大，西側(cè)地層平緩，無明顯變形，中部和東側(cè)發(fā)育2條逆沖斷層F1和F3，主要控制剖面地壘構(gòu)造的形成。馬一段、馬三段中有滑脫斷層發(fā)育，巖性以鹽巖為主，此外馬一段還發(fā)育泥質(zhì)云巖，馬三段還發(fā)育粉晶白云巖和含泥白云巖互層。受控于馬一段、馬三段中的滑脫斷層，馬一段—馬五段中發(fā)育滑脫褶皺，褶皺幅度沿垂向向上逐漸減弱，局部地層有明顯的增厚現(xiàn)象。馬三段的鹽滑脫斷層之上還發(fā)育有多個呈 “Y”字左右鏡像型的分支斷層，向上破裂至奧陶系頂部但未穿過，與逆沖斷層F1共同控制馬三段—馬五段滑脫褶皺范圍內(nèi)地層厚度的變化，形成中部揉皺增厚帶（圖3－a）。F2、F3、F4斷層的滑移主要發(fā)生在馬二段及以下的地層中，三者均為逆斷層，且F3斷層左、右兩側(cè)的馬一段厚度有明顯變化，表現(xiàn)為上盤厚度減小、下盤厚度增大，說明受該斷層控制強烈（圖3－b）。整體來看，該段地層北東高、南西低，說明其是在石炭紀(jì)之后的某個時期開始抬升，東側(cè)地層發(fā)生掀斜，以沖起帶的形式呈現(xiàn)，反映出鄂爾多斯東緣晉西撓褶帶東高西低的構(gòu)造格局。因此，根據(jù)構(gòu)造樣式可以將該剖面劃分為西側(cè)地層平緩帶、中部地層揉皺增厚帶以及東側(cè)地層掀斜帶。根據(jù)F1、F3斷層的頂端點推測，斷層活動時期為奧陶紀(jì)之后至石炭紀(jì)之前，也就是加里東運動晚期。

地質(zhì)剖面B、C為東西向，分別位于剖面A的北側(cè)和南側(cè)。地質(zhì)剖面B、C如圖4所示，地層發(fā)育情況與剖面A相同。剖面B共發(fā)育中部揉皺增厚帶和東側(cè)沖起帶2個構(gòu)造帶，中部揉皺增厚帶中同樣發(fā)育有逆沖斷層F1以及分支斷層，馬一段、馬三段中發(fā)育有滑脫斷層，伴隨滑脫褶皺發(fā)育，局部形成膏鹽巖揉皺，并且厚度比剖面A中部揉皺增厚帶大。剖面B東部與剖面A相同，地層遭受抬升形成掀斜，受控于逆沖斷層F2和F3，區(qū)別在于其多了1個小逆沖斷層，斷點達(dá)馬二段底部，造成馬一段局部增厚。剖面C共發(fā)育西側(cè)構(gòu)造平緩帶、中部揉皺增厚帶、東側(cè)沖起帶3個構(gòu)造帶，地層發(fā)育情況與上述2個剖面相同，西側(cè)地層傾角為2°～3°，地層平緩無構(gòu)造，中部揉皺增厚帶同樣主要由逆沖斷層F1控制，滑脫斷層、分支斷層發(fā)育，滑脫褶皺頂部形成膏鹽巖揉皺，東側(cè)地層抬高。3個地質(zhì)剖面的構(gòu)造相似，深層構(gòu)造具分段特征，依次分為西側(cè)構(gòu)造平緩帶、中部揉皺增厚帶和東側(cè)沖起帶，表現(xiàn)為西部地層單斜、構(gòu)造平緩，中部地層變形強烈，斷層、褶皺最發(fā)育，而東側(cè)地層抬升，發(fā)育逆沖斷層，但構(gòu)造平緩，變形程度低。

圖4 鄂爾多斯盆地石樓北地區(qū)西—東向地質(zhì)剖面B和C（剖面位置見圖1）Fig.4 E－W geological section B and C of northern region of Shilou area in Ordos Basin（profile site shown in Fig.1）

2.2 露頭特征

為了研究晉西撓褶帶中南段淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，筆者選取石樓北區(qū)域東部萬年飽野外剖面進(jìn)行研究。該剖面除花崗巖外，地層自老到新有呂梁山群 （谷羅溝組、萬年飽組、雪玲組）、長城系、中寒武統(tǒng)、上寒武統(tǒng)、奧陶系 （冶里組、亮甲山組、下馬家溝組、上馬家溝組）以及中更新統(tǒng)，長城系石英砂巖與下伏呂梁山群呈角度不整合接觸。地層厚度整體較小，靠近石樓北地區(qū)地層較陡，傾角約為40°，部分被黃土覆蓋。該剖面發(fā)育3條較陡的逆斷層，根據(jù)地質(zhì)圖推測F1斷層傾角為80°，F(xiàn)2和F3斷層傾角均為70°。F1斷層下盤向斜發(fā)育，褶皺的地層包括長城系、中寒武統(tǒng)、上寒武統(tǒng)、冶里組和亮甲山組，上盤花崗巖被抬升并暴露在地表。F2斷層上盤為花崗巖，下盤為花崗巖、長城系、中寒武統(tǒng)，之上地層被剝蝕。F3斷層上盤為呂梁山群的萬年飽組和谷羅溝組，下盤為谷羅溝組、長城系和中寒武統(tǒng)，地層產(chǎn)狀靠近斷層較陡，向東逐漸變緩。

野外露頭觀測位于萬年飽剖面東部，有4個觀測點如圖5中紅點所示，從西至東分別為觀測點a、b、c和d。觀測點a為太古界呂梁山群的萬年飽組，巖性為表面呈綠色、黑色、紫色的片麻巖和混合巖（圖6－a），為高溫變質(zhì)產(chǎn)物，屬于呂梁隆起的東翼。觀測點b為毛莊組紫紅色薄層砂巖，其與下伏肉紅色、灰白色霍山組砂巖呈平行不整合接觸（圖6－b），霍山組砂巖產(chǎn)狀為140°∠32°，毛莊組產(chǎn)狀為145°∠40°。觀測點c為徐莊組，底部為紫紅色、灰綠色薄層泥巖，上部為灰白色薄板狀含泥質(zhì)條帶灰?guī)r，可觀測到徐莊組層間變形強烈，層面之間發(fā)生剪切運動，發(fā)育層間滑脫褶皺（圖6－c），屬燕山運動期產(chǎn)物；觀測點d為張夏組灰白色鮞?；?guī)r、薄層泥晶灰?guī)r，含瀝青（圖6－d），產(chǎn)狀為155°∠6°。推測霍山組砂巖—毛莊組—徐莊組—張夏組的沉積環(huán)境為濱岸→潮坪→臺洼→臺地，與鄂爾多斯盆地中東部相似。

圖5 鄂爾多斯盆地石樓北地區(qū)東側(cè)萬年飽構(gòu)造地質(zhì)剖面 （剖面位置見圖1）Fig.5 Geological structural section ofWannianbao area on east side of northern region of Shilou area in Ordos Basin（profile site shown in Fig.1）

圖6 鄂爾多斯盆地萬年飽地區(qū)野外露頭照片F(xiàn)ig.6 Field photographs of outcrop in Wannianbao area，Ordos Basin

總之，地震剖面與野外剖面均顯示石樓北地區(qū)東側(cè)沖起帶與呂梁隆起的形成有關(guān)，并且其發(fā)育的地層相同，推測晉西撓褶帶的形成受呂梁隆起影響較大。

2.3 綜合剖面解釋

在地質(zhì)剖面解釋和野外露頭觀察基礎(chǔ)上，為了對鄂爾多斯盆地東部構(gòu)造特征、演化以及東部邊界進(jìn)行進(jìn)一步研究討論，經(jīng)過石樓北區(qū)域沿剖面A同一南西—北東方向構(gòu)建1條區(qū)域地質(zhì)大剖面AB（圖7）。剖面AB橫跨伊陜斜坡—晉西撓褶帶—呂梁隆起，地層較為齊全，出露的地層?xùn)|部老、西部新，從東至西依次為太古界、元古界、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系。在呂梁隆起處海拔可達(dá)2000m以上，上覆地層被剝蝕，古元古界的界河口群變質(zhì)巖體和太古界的花崗巖、混合花崗巖暴露在地表，局部被第四系的松散堆積物覆蓋。鄂爾多斯盆地東緣東部的構(gòu)造比西部更復(fù)雜，構(gòu)造樣式更加多樣，靠近離石大斷裂兩側(cè)斷層發(fā)育，多為南—北向或者南西—北東向斷層。晉西撓褶帶中北部褶皺、鼻狀構(gòu)造多發(fā)育，南部斷層或鼻狀構(gòu)造很少 （朱定偉等，2013）。

圖7 鄂爾多斯盆地東緣地質(zhì)圖及剖面位置（底圖據(jù)長慶油田，有修改）Fig.7 Geologicalmap of eastern margin in Ordos Basin and study profile location（base map modified from Changqing Oilfield）

從區(qū)域地質(zhì)大剖面AB可以看出，鄂爾多斯東緣整體上呈北東高、南西低的構(gòu)造格局（圖8），構(gòu)造樣式可以分為3個部分：第1部分是剖面西部，地層平緩，向西緩傾，即盆地內(nèi)伊陜斜坡構(gòu)造單元；第2部分是晉西撓褶帶南部石樓北區(qū)域，下古生界發(fā)育F1、F2逆沖斷層，馬一段、馬三段發(fā)育順鹽巖滑脫斷層，伴生發(fā)育滑脫褶皺，小的分支斷層與其共同控制地層厚度，使局部地層厚度有明顯的增大或減小現(xiàn)象，東部地層呈明顯的抬升撓褶；第3部分是東側(cè)呂梁隆起，地層遭受到強烈抬升剝蝕，地表出露F3和F4斷層，傾向相反，傾角均為70°。F3斷層為正斷層，上盤地層包括太古界混合花崗巖、中—上寒武統(tǒng)、下奧陶統(tǒng)、中—上石炭統(tǒng)、下二疊統(tǒng)以及第四系沉積物，下盤地層包括古元古界界河口群、中—上寒武統(tǒng)、下奧陶統(tǒng)、中—上石炭統(tǒng)、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系。有3組不整合接觸關(guān)系出現(xiàn)，分別是寒武系與下伏界河口群或花崗巖、奧陶系與寒武系、石炭系與奧陶系。F3斷層斷距較大，下盤地層遭受剝蝕，界河口群出露在地表，上盤被剝蝕至二疊系，第四系沉積物覆蓋在大部分區(qū)域。F4斷層為逆斷層，斷距較小，上盤地層與F3斷層的上盤相同，下盤地層僅為太古界的花崗巖，在局部有零星的寒武系出露，說明呂梁隆起發(fā)生過劇烈的抬升剝蝕。F3斷層發(fā)育在背斜核部，上盤地層受到F3、F4斷層的共同控制形成了向斜褶皺，F(xiàn)4斷層處也形成了一個背斜，最大剝蝕厚度可達(dá)3.6 km。

圖8 鄂爾多斯盆地過石樓北地區(qū)南西—北東向區(qū)域地質(zhì)大剖面圖Fig.8 Large geological section in NE－SW direction through northern region of Shilou area in Ordos Basin

3 構(gòu)造演化

3.1 構(gòu)造模擬結(jié)果

基于對區(qū)域地質(zhì)大剖面AB的構(gòu)造分析結(jié)果，運用2D-move軟件對其進(jìn)行反演和正演的模擬，根據(jù)斷層相關(guān)褶皺理論、幾何學(xué)和運動學(xué)原理，最終建立了如圖9、圖10所示的構(gòu)造反演剖面和正演模型。構(gòu)造反演剖面是在理論基礎(chǔ)之上，根據(jù)沉降、構(gòu)造發(fā)育的先后順序，先進(jìn)行去斷距化和去褶皺化，再按由今至古的順序進(jìn)行層拉平。構(gòu)造正演是根據(jù)反演剖面的長度、形狀、斷層角度和地層縮短量等數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建具體的構(gòu)造模型來分析地層是如何演變成現(xiàn)今的構(gòu)造樣式。

圖9 鄂爾多斯盆地東部南西—北東向2－D Move構(gòu)造演化剖面示意圖Fig.9 Schematic diagram of NE－SW-trending 2－D Move structural evolution profile in eastern Ordos Basin

圖10 鄂爾多斯東部南西—北東向2D Move正演模擬剖面示意圖Fig.10 Schematic diagram of NE－SW-trending 2D Move forward modeling profile in eastern Ordos Basin

構(gòu)造反演剖面現(xiàn)今長度為263.76 km，海拔最高可達(dá)2000m，F(xiàn)1、F2斷層是地質(zhì)剖面中的2條逆沖斷層，而F3、F4斷層出露地表，為高陡斷層，角度均為70°，其中F3為正斷層，F(xiàn)4為逆斷層。以寒武系為標(biāo)志層進(jìn)行模擬，結(jié)果表明從加里東晚期到白堊紀(jì)的地層縮短量為3.14 km，縮短率為1.18%，并計算出同時期地層抬升的高度為3.82 km，前寒武紀(jì)地層長度約為266.9 km。

正演模擬時，前寒武紀(jì)地層設(shè)置長度為266.9 km，共構(gòu)建6條斷層：F1、F2斷層為地質(zhì)剖面中的2條主控斷層；F3、F4斷層是模擬出露在地表的斷層，斷層角度設(shè)置為70°，F(xiàn)3斷層斷距設(shè)置為1.3 km，F(xiàn)4斷層斷距設(shè)置為0.15 km；基底構(gòu)造楔模型設(shè)置為2條斷層F5、F6，逆沖斷層F5傾角設(shè)置為15°，反沖斷層F6設(shè)置有2段斷坡，角度分別為14°和25°，沿楔端點滑動的距離為36.58 km，滑動之后反沖斷層F6的第1段斷坡角度變成29°。同樣以寒武系為標(biāo)志層進(jìn)行模擬，結(jié)果表明從加里東晚期到白堊紀(jì)的地層縮短量為3.15 km，縮短率為1.18%，擠入的構(gòu)造楔造成的地層抬升最高高度為3.63 km。所得正演模型模擬結(jié)果與原始地層剖面、構(gòu)造反演剖面大致吻合。

3.2 構(gòu)造演化階段

根據(jù)上述構(gòu)造分析和模擬，對對鄂爾多斯盆地東緣構(gòu)造演化階段進(jìn)行探討分析。

1）前寒武紀(jì)。新太古代—古元古代，華北克拉通先后發(fā)生～2.5Ga和1.98～1.80Ga兩次大規(guī)模的構(gòu)造變質(zhì)事件。其中，～2.5Ga的構(gòu)造熱事件在全球早前寒武紀(jì)地質(zhì)歷史上占據(jù)重要地位，期間發(fā)生大規(guī)模的巖漿作用，伴隨強烈變質(zhì)作用 （肖玲玲等，2021）。華北克拉通結(jié)晶基底最終拼合、固結(jié)是在 “呂梁運動”時期，即在1.8Ga前結(jié)束，并在此之后進(jìn)入了地臺演化階段 （趙國春等，2002；趙國春，2009）。鄂爾多斯東緣基底為新太古代至古元古代TTG片麻巖、表殼巖、鎂鐵質(zhì)巖墻及同構(gòu)造或后構(gòu)造花崗巖類 （Kr?neretal.，2005；趙瑞幅等，2011），東側(cè)的呂梁山區(qū)主要以新太古代—古元古代地質(zhì)體為基底，由太古界花崗巖、混合花崗巖和界河口群巖漿雜巖組成，F(xiàn)1、F2斷裂此時發(fā)育但并未開始運動。中元古界漢高山群僅分布在呂梁山中段，位于AB大剖面北側(cè)。中元古代至古生代華北板塊相對較為穩(wěn)定，鄂爾多斯古陸南北兩側(cè)在前寒武紀(jì)末已經(jīng)發(fā)育為穩(wěn)定的被動大陸邊緣 （張福禮，2002；王雪蓮等，2005；趙振宇等，2012）。

2）寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)。早—中寒武世，鄂爾多斯繼承晚元古代后期的應(yīng)力特征，表現(xiàn)為區(qū)域伸展（趙振宇等，2012），除古隆起外均接受海相沉積，變質(zhì)巖結(jié)晶基底之上發(fā)育以碳酸鹽巖為主的陸表海相沉積建造。薊縣運動造成早寒武紀(jì)大部分地層缺失 （胡波等，2013），此時鄂爾多斯大部分區(qū)域為海相沉積環(huán)境，但呂梁地區(qū)位于構(gòu)造高部位，處于古陸狀態(tài)，缺失早寒武世沉積。早寒武世晚期海侵?jǐn)U張，華北克拉通整體沉降接受沉積，海平面上升，中寒武統(tǒng)直接覆蓋在結(jié)晶基底之上，形成角度不整合接觸，該次海侵在中寒武世張夏期達(dá)到全盛。早奧陶世，輕微的海侵使得鄂爾多斯東緣沉積了較薄的冶里組及亮甲山組，至馬家溝組沉積期海侵范圍再次擴(kuò)大，鄂爾多斯東緣及內(nèi)部穩(wěn)定沉降，大套碳酸鹽持續(xù)沉積。奧陶紀(jì)是鄂爾多斯早古生代地層的主要發(fā)育時期，除西緣有斷裂展布外，內(nèi)部無斷裂活動與分布 （王猛等，2019），前寒武紀(jì)形成的逆沖斷層F1、F2此時仍未活動。

3）加里東晚期。加里東運動使得鄂爾多斯地塊普遍抬升、剝蝕，由之前的陸表海結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榭死憙?nèi)坳陷。加里東晚期，石樓北地區(qū)深部逆沖斷層F1、F2開始活動，向上突破至奧陶系頂部但未穿過。奧陶系馬家溝組中馬一段和馬三段發(fā)育順鹽滑脫斷層以及滑脫褶皺，局部地層形成鹽巖揉皺區(qū)，F(xiàn)1、F2斷層的活動對沉積無控制作用。經(jīng)過加里東運動改造后，鄂爾多斯東緣缺失志留系和泥盆系，至晚石炭世再次接受沉積，直接覆蓋在奧陶系之上，形成平行不整合接觸。

4）晚石炭世—三疊紀(jì)。晚石炭世海侵使鄂爾多斯東緣處于海陸交互相或海相的環(huán)境，沉積灰?guī)r、砂巖夾煤層，沉積厚度較小。早二疊世—晚二疊世，鄂爾多斯東緣海侵進(jìn)入消減期，沉積大套紫色、紫紅色、磚紅色砂巖和泥巖，晚二疊世由于海水逐漸退出而轉(zhuǎn)變?yōu)殛懴喑练e （陳世悅，1998），該格局一直持續(xù)到早三疊世。早三疊世，鄂爾多斯構(gòu)造格局未有太大變化，三疊紀(jì)末印支運動造成區(qū)域被整體抬升，標(biāo)志著鄂爾多斯盆地在中生代正式形成，開啟新的沉積格局 （王雙明，2011）。

5）侏羅紀(jì)—早白堊世。燕山期是鄂爾多斯東緣構(gòu)造主要形成的時期。受到東西向的擠壓應(yīng)力，基底構(gòu)造楔沿楔端點擠入，上部地層受到楔體以及反沖斷層滑動的影響，鄂爾多斯東部整體發(fā)生劇烈掀斜抬升，并伴隨褶皺的形成，部分?jǐn)鄬映掷m(xù)活動。鄂爾多斯盆地內(nèi)西傾大單斜開始形成 （趙紅格等，2007），角度為2°～4°，表現(xiàn)出從拉張裂解到擠壓板內(nèi)造山的構(gòu)造轉(zhuǎn)變。以寒武系為標(biāo)志層進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)在這期變形中的剖面地層縮短量約為3.14 km，縮短率為1.18%，地層抬升高度最大約3.82 km。在東側(cè)呂梁隆起處發(fā)育2條傾向相反的正斷層F3和逆斷層F4，傾角均為70°，此時2條斷層并未有活動跡象。

6）新生代。F3、F4斷層活動，鄂爾多斯東緣持續(xù)抬升，并發(fā)生褶皺變形。呂梁地區(qū)加速隆升，上新世以來隆升作用進(jìn)一步加劇 （趙俊峰等，2015），白堊系—寒武系地層均遭受剝蝕，界河口群出露至地表，呂梁隆起處太古界花崗巖被抬升至2000m。最終，鄂爾多斯東緣受到風(fēng)化剝蝕作用形成現(xiàn)今的構(gòu)造格局，第四系沉積物在向斜處有局部覆蓋。

綜上，前寒武紀(jì)，呂梁運動的結(jié)束標(biāo)志著鄂爾多斯地塊基底的形成；寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)，海侵?jǐn)U張，華北克拉通整體下降接受沉積；加里東晚期鄂爾多斯東緣石樓北地區(qū)深部基底斷裂活動，奧陶系膏鹽巖層中形成鹽滑脫褶皺。之后，鄂爾多斯東緣沉積二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系，在燕山期鄂爾多斯東緣整體受到東西向的擠壓應(yīng)力，基底有構(gòu)造楔擠入，上部地層隆升，鄂爾多斯東緣形成掀斜形態(tài)，后期構(gòu)造變形強烈、地層嚴(yán)重剝蝕。前人提出晚侏羅世變形是多向擠壓動力作用的結(jié)果（張岳橋等，2006），在這一動力作用過程中，來自鄂爾多斯盆地西緣、北緣和南緣的作用力也可能對東部邊界帶的變形產(chǎn)生一定的影響 （廖昌珍等，2007），如來自北部的西伯利亞板塊與古亞洲構(gòu)造帶匯聚碰撞產(chǎn)生的遠(yuǎn)程構(gòu)造作用，還有來自拉薩地塊與羌塘地塊的碰撞產(chǎn)生的西南方向的擠壓 （董樹文等，2007）。新生代，呂梁隆起受到強烈擠壓應(yīng)力作用，加速隆升，同時對晉西撓褶帶的掀斜構(gòu)造形態(tài)也有一定影響；晉西撓褶帶及呂梁隆起遭受差異風(fēng)化剝蝕，最終形成了現(xiàn)今的鄂爾多斯東緣構(gòu)造樣式。

4 鄂爾多斯盆地東部邊界的新厘定

通過研究石樓北區(qū)域的地質(zhì)剖面，以及對區(qū)域地質(zhì)大剖面AB的復(fù)原和演化，證實鄂爾多斯東部及呂梁隆起存在奧陶系的分布，之后受到隆升被剝蝕掉。據(jù)此推測，鄂爾多斯東部及呂梁隆起在新生代以前屬于共同沉降、共同發(fā)育，構(gòu)造演化處在同一動力學(xué)環(huán)境下，鄂爾多斯東緣的形成演化與呂梁隆起有密切關(guān)系。晉西撓褶帶是作為盆－山耦合中一個過渡帶存在的，鄂爾多斯盆地東部現(xiàn)今劃分的殘余邊界并非原始沉積邊界，不同地質(zhì)時期鄂爾多斯盆地邊界范圍不同。根據(jù)在萬年飽地區(qū)發(fā)現(xiàn)的徐莊組底部的泥巖，證明寒武紀(jì)海水越過晉西撓褶帶到達(dá)呂梁隆起處；侏羅紀(jì)呂梁山尚未形成，早—中侏羅世鄂爾多斯盆地東緣為一套以黑色泥巖為主的湖泊沉積，推測呂梁山以東的大同、寧武侏羅系含煤地層和河南濟(jì)源的侏羅系沉積可能都是鄂爾多斯盆地的一部分 （王雙明，2011），因此燕山期鄂爾多斯盆地東部邊界范圍更廣。前人研究也認(rèn)為早侏羅世在華北西部曾發(fā)育一個統(tǒng)一的大型內(nèi)陸盆地，即大鄂爾多斯沉積盆地 （程守田等，1997）?，F(xiàn)今鄂爾多斯盆地東緣的勘探范圍已經(jīng)越過晉西撓褶帶，到達(dá)呂梁隆起、寧武—靜樂盆地和沁水盆地，這些地區(qū)蘊藏著豐富的煤層氣資源，因此也可以說是新的勘探邊界。

通過上述構(gòu)造學(xué)分析，筆者對鄂爾多斯東部邊界進(jìn)行新的厘定，認(rèn)為在燕山期鄂爾多斯東部邊界應(yīng)超出現(xiàn)今范圍，其已越過晉西撓褶帶向東延伸至呂梁隆起東側(cè)處，因此該區(qū)域存在一個全新的勘探領(lǐng)域。

5 討論

鄂爾多斯盆地現(xiàn)今的東部邊界為殘余邊界，并非原始的沉積邊界，這是目前公認(rèn)的觀點。對于鄂爾多斯盆地真正的東部邊界位置，尚需要針對具體的時代進(jìn)行討論。

中新元古代，華北地臺發(fā)育的第1套沉積蓋層，直接覆蓋在時代不同的變質(zhì)基底之上 （葉連俊等，1983；郭艷琴等，2019），此時的華北板塊發(fā)育多個裂陷槽。早古生代寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)，陸塊處于擴(kuò)張期，發(fā)育被動大陸邊緣沉積建造，海水大量侵入鄂爾多斯盆地本部，形成華北板塊西部的陸表海盆地 （郭艷琴等，2019；武洪濤和孫妹嫻，2019；尚景武，2020）。晚古生代早石炭世—二疊紀(jì)，鄂爾多斯盆地的構(gòu)造演化和沉積充填同華北地臺一樣，沉積建造由陸表海環(huán)境向大陸環(huán)境轉(zhuǎn)換（楊華等，2015；李文厚等，2021），此時鄂爾多斯盆地?zé)o明顯邊界。受加里東運動的影響，鄂爾多斯盆地缺失晚奧陶世—泥盆紀(jì)的沉積。中生代早三疊紀(jì)鄂爾多斯盆地的構(gòu)造格局未有太大變化。三疊紀(jì)末的印支運動使全區(qū)抬升 （王雙明，2011），到早侏羅世盆地進(jìn)入拗陷階段，這也標(biāo)志著鄂爾多斯盆地正式形成，成為大型內(nèi)陸差異沉積盆地 （李文厚等，2009）。印支運動期太平洋板塊向亞洲大陸俯沖，所產(chǎn)生的擠壓作用將古華北盆地分割成東部的隆起和西部的鄂爾多斯坳陷 （武洪濤和孫妹嫻，2019），因此三疊紀(jì)鄂爾多斯盆地東部的沉積范圍向東越過太行山，劉紹龍 （1986）根據(jù)殘余地層的巖性、巖相及厚度變化資料等也證實華北大型三疊紀(jì)原始沉積盆地是存在的。侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)（燕山期），鄂爾多斯盆地東部沉積充填較統(tǒng)一，根據(jù)文中石樓北區(qū)域構(gòu)造演化的分析，此時處于抬升的構(gòu)造背景下，呂梁隆起與晉西撓褶帶形成，鄂爾多斯東部邊界應(yīng)在呂梁隆起的東側(cè)，原始沉積盆地的范圍比現(xiàn)今盆地大，與王雙明 （2011）認(rèn)為中侏羅世早期鄂爾多斯盆地的東部界應(yīng)在大同—義馬一線以東相一致。新生代鄂爾多斯盆地主體持續(xù)抬升，經(jīng)歷過多次構(gòu)造抬升事件，在其周緣地區(qū)相繼形成一系列新生代斷陷盆地 （武洪濤和孫妹嫻，2019），東部邊界被改造，地層遭受嚴(yán)重剝蝕，老地層出露地表，形成了現(xiàn)今以晉西撓褶帶以及離石斷裂為主體的殘余邊界。

6 結(jié)論

1）通過對石樓北區(qū)域構(gòu)造演化的分析，揭示了鄂爾多斯盆地東部晉西撓褶帶淺層撓曲褶皺形成時間為燕山期，成因機(jī)制主要為基底深部構(gòu)造楔自東向西擠入從而造成上覆地層強烈的掀斜抬升以及剝蝕，形成現(xiàn)今的構(gòu)造格局，并最終作為鄂爾多斯盆地的殘余邊界存在。鄂爾多斯東緣晉西撓褶帶石樓北地區(qū)在加里東晚期受深部基底斷裂活動影響，奧陶系膏鹽巖層中發(fā)生鹽滑脫褶皺，之后沉積二疊系至白堊系，燕山期鄂爾多斯東緣受到東西向的擠壓應(yīng)力，地層發(fā)生掀斜，新生代呂梁隆起受到強烈擠壓而加速隆升，與晉西撓褶帶形成差異抬升，并遭受差異風(fēng)化剝蝕，形成現(xiàn)今鄂爾多斯東緣構(gòu)造格局。

2）過石樓北地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)大剖面現(xiàn)今長度為263.76 km，海拔最高可達(dá)2000m。以寒武系為標(biāo)志層進(jìn)行模擬，結(jié)果表明從加里東晚期到白堊紀(jì)該套地層的縮短量為3.14 km，縮短率為1.18%，地層抬升高度最大為3.82 km。

3）目前認(rèn)為的鄂爾多斯盆地東部邊界為殘余邊界，并非原始沉積邊界，根據(jù)地層、構(gòu)造、演化特征對燕山期的東部邊界進(jìn)行重新厘定，認(rèn)為其應(yīng)向東延伸至呂梁隆起東側(cè)。