鄂尔多斯盆地是发育在前震旦纪变质基底之上的地台型沉积盆地,沉积盖层为震旦系—中新生界。由于盆地构造稳定,沉积盖层厚度大,是我国重要的含油气盆地之一,多年来地质工作者对其进行了大量的研究工作,并取得了许多研究成果^{[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]}。迄今为止,前人依据沉积盖层厚度对盆地的构造划分为:伊盟隆起、渭北隆起、西缘逆冲带、晋西挠褶带、天环坳陷、陕北斜坡等6个构造单元(图1),这种划分方案一直沿用至今。沉积盖层在盆地北部厚3 500 m,盆地东部厚4 000 m,盆地中部厚6 000 m,盆地西部厚8 000~11 000m^[12]。

根据中国自然资源航空物探遥感中心实测的1:10万、1:20万原始航磁资料,测量总精度分别为±0.82 nT 和±3.8 nT,在航磁ΔT剖面上,采用了带校正系数的二度体ΔT剖面异常切线法和外奎尔法^[13,14,15]反演计算出引起磁异常的磁性体顶面埋藏深度,结合钻井、地震、地质等资料,编制了鄂尔多斯盆地磁性基底深度图(图2),该图从地球物理角度反映了鄂尔多斯盆地构造面貌和沉积盖层厚度。

从图1与图2对比可以看出,鄂尔多斯盆地构造比较复杂,盆地北部前人划分的伊盟隆起^[7]不是一个单纯的基底隆起,航磁反映在西部的杭锦旗北发育一个5 000~7 000 m的基底坳陷,航磁同时反映出陕北斜坡由多个基底坳陷和隆起构成,也不是单纯的斜坡和隆起,天环坳陷、西缘逆冲带和渭北隆起与航磁反映的构造特点比较一致。在磁性基底深度图的基础上,编制了构造区划图,这两套图直观地反映出了鄂尔多斯盆地前震旦纪变质基底深度及结构、构造特征、沉积盖层赋存状况等。航磁同时反映出盆地的发生和发展主要受NE向、EW向和SN向构造控制,盆地北部构造走向呈EW向,西缘构造走向呈SN向,中部和东部构造走向呈NE向,并由多个隆起和坳陷构成,隆起和坳陷多呈相间排列的特点。应用航磁资料还确定出控制盆地地质构造发展的NE向、EW向和SN向断裂构造,为在该盆地进行油气勘查工作提供参考资料。

鄂尔多斯盆地位于中低纬度地区,受倾斜磁化的影响,可能造成磁异常中心不是正好对应在地质体的正上方,而是沿倾斜磁化强度矢量水平投影的反方向上有不同程度的偏移错动,这对于确定磁性地质体的空间位置、形态及分布范围带来了一定的困难和不便。为消除倾斜磁化对磁异常造成的这种影响,进行全变倾角磁方向转换方法,逐点变倾角及偏角,即“频率域偶层位变倾角磁方向转换方法”进行化极处理^[16]。同时,为了消除背景磁场,突出浅部地质体引起的局部异常,对磁场进行了化极垂向一阶导数计算。航磁ΔT化极垂向一阶导数计算是求磁场垂直方向的一次变化率。垂向一阶导数计算是在航磁ΔT场频率域偶层位全变倾角化极的基础上进行的。磁异常的垂向导数计算能够突出浅而小的地质体的异常特征而压制区域性深部地质因素的影响,在突出局部异常和分离水平叠加异常的问题上作用显著,因突显异常的垂向变化率,故可以用来分析航磁异常的垂向特征,直观的反映异常的梯度带以及梯度变化的强弱,对浅部磁性体和浅层构造的边界范围以及断裂均具有较高分辨率。

从航磁图上可以看出,鄂尔多斯盆地总的磁场面貌以正负相间,主要以EW向、NE向和SN向(盆地西缘)展布的条带状磁异常为特征,这种磁场面貌反映出了盆地的构造特征,其中条带状正磁异常多是基底隆起的反映,条带状负磁异常多是基底坳陷的反映(图3~图5)。

鄂尔多斯盆地的基底是由前震旦系变质岩系构成的^[1,12],这套地层在盆地的周缘已见出露,在盆地内已被钻井揭露。据岩石磁性资料(表1),在盆地北部的包头—银川地区,构成该区基底的太古宇乌拉山岩群变质岩系具强或较强磁性,磁化率平均为(600~5 260)×10^-5 SI,在航磁ΔT化极等值线图上异常多表现为宽缓的条带状正磁异常,强度多为100~500 nT,其出露区与正异常相对应,表明正磁异常是由这套变质岩系引起的。贺兰山出露的贺兰山岩群与负磁场对应,贺兰山岩群和千里山岩群变质岩系磁性较弱,贺兰山岩群磁化率平均多为800×10^-5 SI,千里山岩群变质岩系磁化率平均值多为400×10^-5 SI,在磁场上引起强度为-50~-300 nT的负磁异常,说明低缓负异常则是弱磁性的千里山岩群、贺兰山岩群和色尔腾山群变质岩系反映;盆地东部的吕梁山—太行山地区,构成基底的太古宇阜平岩群、赞皇群、登封岩群变质岩系已见出露,这套岩系具强或较强磁性,磁化率平均为(300~5 174)×10^-5 SI,出露区与正磁异常对应,表明正磁异常是由这套变质岩系引起的。新太古界五台群和古元古界滹沱群变质岩系磁性弱,磁化率平均为300×10^-5 SI,出露区与负异常相对应,低缓负异常则是由弱磁性的新太古界五台群和古元古界滹沱群变质岩系引起。

另外,鄂尔多斯盆地内被厚度很大的震旦系一古生界和中新生界充填,这套地层以碳酸盐岩和陆相碎屑岩为主,磁性很弱,磁化率平均为(5~41)×10^-5 SI,它们对磁场变化影响不大。

这里所说的磁性基底是指前震旦纪变质基底,磁性基底的埋藏深度是通过对引起磁异常的磁性体深度计算获得的,依据获得的深度值编绘磁性基底深度图,该图反映出鄂尔多斯盆地前震旦纪变质基底起伏变化情况、沉积盖层厚度以及盆地的构造特征。

1) 磁性体深度计算:磁性体深度计算实质上是根据ΔT异常形态反演计算出引起磁异常的磁性体顶面埋深的一种定量解释方法。深度计算方法较多,本次采用了带校正系数的二度体ΔT剖面异常切线法、外奎尔法和欧拉反褶积方法计算场源深度,这些方法理论依据和原理在诸多文献上都有论述^[13,14,15]。需要说明的是,在利用切线法计算磁性基底深度时,由于地质条件复杂,引起的磁异常多种多样,既有磁性基底产生的宽缓磁异常,又有浅层磁性体产生的局部异常,这些异常往往相互叠加在一起,要准确计算出磁性基底的深度值,必须识别出哪些磁异常与磁性基底有关,哪些磁异常是浅层磁性体引起。在盆地区与磁性基底有关的磁异常往往表现为规模和强度较大、宽缓变化的特点,而与浅层磁性体有关的磁异常特点是范围小,强度不大,它们叠加在背景场上。对于这类磁异常依据背景场的趋势,圆滑处理掉叠加次级异常来恢复其本来面貌,而后计算该异常的深度,得到深源(如变质基底)深度。又如,出现在断阶或横跨两个构造单元的异常,往往一翼陡一翼缓,这时陡翼异常是基底隆起的反映,缓翼则是基底坳陷的反映,这类异常一般分两支进行计算。另外,若异常一翼叠加干扰严重,另一翼较好,则采用外奎尔法对形态较好的一翼进行计算。总的来看,鄂尔多斯盆地内磁异常形态特征不很复杂,磁异常主要由变质基底引起,叠加其上的局部异常主要与浅层磁性体有关,极易辨认。根据异常的不同形态,在深度计算中选取不同方法进行计算。

2) 计算精度分析:为了检验深度计算的误差,利用了与钻井揭露的前震旦系变质岩的深度值对比的方法,在缺少这种井位的情况下,利用未钻到变质基底的钻井资料和地震资料来间接证明深度计算的可靠性。本次利用11口钻井揭露的前震旦系变质基底和震旦系的深度值,与航磁异常计算出的深度值进行了统计对比(表2),其结果如下:深度计算误差范围2.5%~4.3%的占总统计数字的27%;深度计算误差范围在6.5%~9.8%之间的占总统计数字的46%,深度计算误差范围在11.3%~14.1%的占总统计数字的27%,说明计算精度是较高的。

另外,在百眼井地区钻井在3 137 m未穿三叠系;在鄂托克旗地区伊8井和伊14井分别在3 707 m和2 695 m未穿奥陶系,这几口井都位于航磁确定的坳陷中,基底埋深7~9 km;南部的盐池、乌审旗、榆林地区刘庆7井在1 701 m见寒武系;伊15井在3 503 m见下奥陶统,这些地区基底埋深为 4~5 km;另外,在天环坳陷,中新生界在伊15井厚3 137 m、布1井厚3 208 m、李l井厚3 580 m,芦参1井厚3 991 m,庆深2井厚3 887 m、龙2井厚2 281 m,可见这些地区基底埋深较大,中新生界之下仍有厚度很大的古生界地层,航磁计算的深度为5~11 km。据地震资料,银川地区地震反映出新生界厚达3 000~6 000 km,航磁反映出基底埋深为11~12 km,这说明新生界之下仍有厚度很大的中生界和古生界地层,地震反映的深度与航磁异常计算的深度比较接近。上述钻井和地震也说明航磁异常计算的磁性体埋深是比较可靠的。

当然,在实际计算中也存在偏浅或偏深的问题。影响计算精度的因素如下:

① 深度计算方法的限制。深度计算所用的系数表是按无限延伸厚板状体推导出来的,而根据ΔT平面图的特征,有些异常应属三度体,引用适用于二度体的方法去反演三度体埋深,深度值必然会偏浅。

② 测线与异常走向斜交时,一般计算的深度值有误差,所以要求测线尽可能地垂直地质体走向。但由于盆地面积较大,存在斜交构造线的情况,结果使ΔT曲线变得平缓,计算的深度就会偏深,造成误差。

③ 计算深度时都要减去飞行高度。我们减去的飞行高度是全区平均距地表的飞行高度。但实际上飞机是起伏飞行的,这样就会造成一定误差。

④ 当异常之间存在相互叠加干扰时,计算的深度值往往存在较大的误差。

⑤ 当变质基底浅部为Pt_2/3,深部为Ar时,计算的深度值偏深。

经过长期理论研究和诸多工作实践证明,使用切线法和外奎尔法进行磁性体深度计算会产生±10%~±15%的误差。

3) 磁性基底深度图的编制:去除了浅层(盖层)磁性体深度值得到310个反映基底埋深的深度点标注在航磁图上,这些深度值基本上反映了前震旦纪变质基底或岩浆岩侵入体的顶面埋藏深度,事实上去除了浅层磁性体深度值,反映变质基底的深度值就少了。编图时为确保质量,对所有的深度值进行了复查,首选那些穿过异常中心或剖面线附近的深度值。

纵观航磁图内疏密不均的磁性体埋深数据,能够在航磁图上看出磁性体等深线的走向和轮廓。勾绘时从那些磁性体埋深浅或在地质图上已出露的磁性体入手,根据深度值的大小,由浅到深依次展布等深线,对于出露的变质基岩和规模较大的侵入体,可结合地质图先勾绘出来,以便准确地圈定盆地和沉积坳陷范围;对有一定走向的同一磁异常带的多个深度值要认真分析,通常以此异常中心处的深度值为准。考虑到磁性基底深度变化特征及计算精度,深度线采用不等间距勾绘。首先用≤0.5 km等值线将出露的前震旦系变质岩和规模较大的侵入岩及埋藏小于500 m的这些磁性体圈出来,然后依据深度值,依次按1.0、2.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0 km来勾绘。编图时将控制性断裂一并表示出来,根据断裂构造的分布情况和对基底深度的控制作用,对深度线作必要的修正,如由于受断裂的分割,一侧为隆起,另一侧为凹陷,被分割的深度线将由断裂代替,以此表示凹陷和隆起深度变化特征。通过上述工作,编制了磁性基底深度图(见图2)。该图主要反映了前震旦纪变质基底和侵入岩体的顶面埋深。

盆地的边界:航磁图清晰地反映出鄂尔多斯盆地的范围和边界。在航磁ΔT化极等值线图和化极垂向一阶导数图上,盆地区反映为以宽缓变化的磁异常区为特征,磁异常走向北部为EW向,南部为NE向,西缘为SN向。而且磁异常规模大,而盆地外围则反映为变化的磁异常区,磁异常走向多变,北部为EW向,东部为NE向,南部为EW向,西部为NW向和NE向,且磁异常规模小,这种磁场面貌,前者是由于盆地内弱或无磁性沉积盖层发育且厚度很大,变质基底埋藏很深之故,后者反映出盆地外围变质基底出露或埋藏相对浅,岩浆活动频繁,据此可以确定盆地的范围和边界。据地质资料,盆地内已被3 500~11 000 m厚的震旦系—古生界、中新生界覆盖^[12],盆地外围的贺兰山、太白山、终南山、吕梁山、乌拉山变质基底和岩浆岩已出露或浅埋。航磁反映出鄂尔多斯盆地是一个呈SN向展布的盆地,变质基底埋深为3 000~11 000 m,其北部、西部、南部分别以包头—朝阳断裂带、鄂尔多斯西缘断裂带、秦岭北缘断裂带为界,东部边界不规则,大致位于呼和浩特南—府谷东—河津西一线。

盆地构造特征:磁性基底深度图反映出,盆地北部基底埋深变化较大,基底坳陷占有一定的地位,深度大都为5~11 km,而大型基底隆起(伊盟隆起)深度大都小于3 km,而盆地西缘基底埋深增大,大部分为5~11 km,盆地中东部坳陷深度为5~9 km,隆起深度为3~5 km。在航磁图上又反映出盆地北部为EW向条带状磁异常区,西缘为近NS向条带状、块状磁异常区,中东部为NE向条带状磁异常区,这种磁场面貌表明鄂尔多斯盆地基底在北部为EW向条带状结构,西缘为NS向条带状、块状结构,中东部为NE向条带状结构,这3种基底镶嵌在一起,形成鄂尔多斯盆地的基底结构。磁性基底深度表明,现今的盆地基底显示为SN、EW和NE走向隆坳相间的排列格局。

以航磁反映的区域磁场特征、基底起伏情况、盖层厚度为依据,结合地质等资料对盆地进行了构造区划(图6)。鄂尔多斯盆地总体构造面貌为,西缘构造走向呈NS向,北部构造走向呈EW向,中东部构造走向呈NE向。依据基底起伏特征,在盆地内共划分出8个坳陷、7个隆起和1个冲断构造带。

河套坳陷(Ⅰ):原称为河套盆地,走向近EW,面积约12 500 km²。在航磁图上反映为宽缓正负异常区,基底埋深5 000~11 000 m。据地震和钻井等手段证实,盆地在早白垩世和新生代强烈坳陷,在山前大断裂南侧下陷幅度最大,可达万米。由于北部深断裂对南部有垂向拉张作用,促使盆地南缘产生一系列EW向断裂,盆地也呈阶梯状下降,形成了北深南浅的箕状坳陷。沉积物由南向北从河流相过渡到滨海、浅海相,再向北,则由半深湖相直接过渡到浅湖相,至盆地北缘大断裂附近,则为山麓相,并见有逆牵引构造发育。

磴口坳陷(Ⅱ):位于磴口东部,地表被库布其沙漠覆盖,走向EW向,面积约7 800 km²。航磁反映的基底埋深5 000~7 000 m,坳陷内主要被古生界充填。根据邻近的钻井资料推测,坳陷内下古生界厚度薄,上古生界厚度较大,约为2 500 m左右,中生界较发育,厚度在3 000 m左右,新生界厚度不大。

伊盟隆起(Ⅲ):位于盆地北部的东胜地区,前人将其称作东胜凸起。事实上航磁反映出该区是一个凸凹相间的大型隆起区。本区自元古宙以后一直处于上升隆起状态(仅局部地区接受了下古生界沉积),直到晚石炭世才又开始接受沉积。隆起区基底起伏很大,凹陷和凸起构造明显。这种构造格局可能是在中生代才开始形成的,许多钻井(伊11、伊12、伊18、伊20、伊21和伊深1井)资料已证实这种构造格局的存在。该隆起基底由太古宇结晶杂岩构成,在磁场上表现为强度较大的EW向正负伴生异常带,磁场特征都显示出该区构造活动性大。隆起区基底起伏较大,从1 000 m变化到5 000 m,表明区内断块活动剧烈,形成了凸凹相间的构造面貌。

在凸起区基底埋深很浅,大部分都小于3 000 m。如在昌汗沟地区,伊11井和伊12井在600 m左右钻遇太古宇地层,其中下古生界缺失,石炭系厚580 m,三叠系厚150~918 m;在岔拉沟巴嘎以东的伊14井于2 700 m见太古宇结晶岩系,下古生界缺失,石炭系厚232 m,二叠系厚1 240 m,中生界厚1 267 m。据伊深1井揭露,在1 753 m见太古宇结晶岩系,二叠系直接盖在太古宇之上,厚963 m,中生界厚790 m。伊18井和伊21井在2 500 m见太古宇,石炭—二叠系厚1 500 m,中生界厚900 m。钻井资料表明,该隆起区下古生界缺失,上古生界和中生界分布不均匀。钻井证明的变质基底埋深与航磁反映的基底埋深基本相当。

贺兰山隆起(Ⅳ):位于盆地西缘的乌海及贺兰山地区,呈SN向展布。基底埋深为500~3 000 m。地表出露太古宇变质岩系、寒武系和奥陶系,推测在低洼地区主要被古生界充填,厚度在2 000 m左右。

鄂托克旗坳陷(Ⅴ):位于盆地北部的杭锦旗、鄂托克旗地区。北界位于棉锦旗—东胜一线,南界位于乌审旗北—府谷北一线,西界位于桌子山东部,东界大致在河曲—准格尔旗一线,面积约35 000 km²,走向为EW向。从磁场特征分析,该坳陷是鄂尔多斯盆地内最稳定、深度最大的坳陷,基底埋深可达5 000~11 000 m,沉积中心位于西部鄂托克旗和北部的杭锦旗地区,向东坳陷深度逐渐变浅,宽度变窄,走向转变成NEE向。航磁反映出该坳陷的基底主要由太古宇乌拉山岩群(或集宁岩群)构成。据钻井资料,坳陷内下古生界、上古生界均较发育,厚度较大。由于坳陷是在稳定环境下形成的,所以在坳陷内凹陷面积占主导地位,基底埋深较浅的地区多位于坳陷的边部地区。但在坳陷的北部区下古生界厚度比较薄,而在其南部地区古生界和中生界厚度较大。如在坳陷西部的伊8井3 707 m未穿奥陶系,石炭、二叠系厚1 911 m,中生界厚1 684 m;坳陷东部的伊14井于2 695 m见奥陶系,石炭、二叠系厚1 605 m,中生界厚733 m。另外,在杭锦旗和鄂托克旗两沉积中心之间的鞍部,古生界保存不全,如伊23井证实,石炭系在3 589 m处直接盖在元古宇蓟县系之上,石炭、二叠系厚1 600 m,中生界厚1 952 m。可以看出,凹陷内石炭、二叠系厚度比较稳定,中生界和下古生界由西向东逐渐变薄。据此推测,坳陷内中生界厚约500~3 500 m,上古生界在2 000 m左右,下古生界(O、 )厚约1 000~4 000 m(这个厚度可能含有中新元古界地层)。可见,该坳陷面积大,盖层沉积厚,构造最稳定。

乌审旗隆起(Ⅵ):位于乌审旗和环县地区,走向EW隆起属低隆起性质,其上仍有5 000~6 000 m厚的盖层沉积,在隆起高点盖层沉积一般小于5 000 m,在低洼地区为6 000 m左右。据伊15井资料,隆起上仍有1 000~2 000 m厚的中生界和2 000~4 000 m的古生界沉积,但中生界分布不均匀,东部在横山堡地区基本缺失,向东中生界发育齐全,厚度变化较大,说明在中生代该区所处的构造环境不稳定,是在振荡运动比较剧烈的情况下形成的。

府谷隆起(Ⅶ):位于盆地东北部的府谷、兴县、偏关地区,总体走向SN向。航磁反映为变化的磁异常区,说明基底埋深浅,变质基底埋深为3 000 m左右。推测隆起区东部的盖层沉积以新生界为主,西部则以中、古生界为主。

志丹坳陷(Ⅷ):位于盆地中部的榆林东、子洲、志丹和西峰北地区,西北与堡子湾—靖边隆起相接,东南与延安隆起和府谷隆起为邻,呈NE向展布,面积约40 000 km²。该坳陷在磁场图上反映为宽缓变化的正磁异常区,基底埋深在7 000~9 000 m,其中发育4个沉积中心,基底埋深大于9 000 m。在沉积中心之间的鞍部,基底埋深为5 000~7 000 m。沿榆林—靖边一线东侧发育一个最大的沉积中心(或凹陷),大同—吴旗断裂从该凹陷中心穿过,这条断裂直接控制了凹陷的下降,推测该断裂具有同生性质,使该凹陷沿断裂下降而盖层沉积厚达9 000 m。据伊15井资料推测,坳陷内中生界厚约1 000~1 500 m,上古生界厚约2 000~2 500 m,下古生界厚约2 000~3 000 m。

延安隆起(Ⅸ)和渭北隆起(Ⅹ) :它们位于盆地的东南地区。延安隆起位于延安一带,渭北隆起位于铜川一带,走向均为NE向。在磁场图上反映为正负变化的磁场区,其中局部正异常发育,说明基底埋深相对浅且凸凹不平。在隆起高部位基底埋深为2 000~3 000 m,在隆起低部位为5 000 m。在隆起高部位古生界可能缺失, 仅残留有中生界,在低部位不但有中生界沉积,而且还有古生界分布。

洛川坳陷(Ⅺ):位于洛川、延长、延川和石楼地区。其边界不规则,呈东北宽西南窄的特点。北西与延安隆起相接,东南与渭北隆起相邻,东达盆地边界,总体走向NE向,面积约21 000 km²。航磁反映为宽缓变化的负磁异常区,表明坳陷的基底由弱磁性变质基岩构成。基底埋深5 000~7 000 m,其中发育了3个基底埋深大于7 000 m的沉积中心,沉积中心之间的鞍部基底埋深较浅,为5 000 m左右。坳陷内主要被古生界和中生界充填,在局部地区新生界比较发育。推测在坳陷内中新生界厚约3 000~4 000 m,古生界厚约2 000~3 000 m。

渭河坳陷(Ⅻ):也称之为渭河盆地或渭河地堑。它位于陕西省的渭河流域,北与渭北隆起相接,南以断裂与秦岭—大别构造区接触,面积约15 000 km²,总体走向NE向。航磁反映为正负变化的磁异常区,以负为主,基底埋深为3 000~7 000 m,其中发育3个沉积中心,两个基底埋深大于5 000 m,1个为5 000~7 000 m。在沉积中心之间基底埋深变浅,大都为3 000 m,一些基底凸起高点小于3 000 m。据地震和钻井资料揭示,坳陷内主要被新生界充填,最厚可达7 000 m,有的地区新生界直接盖在奥陶系之上,说明坳陷内古生界基本缺失,既使存在,仅残留早古生界,厚度也较薄。

天环坳陷(ⅩⅢ):西与西缘冲断构造带相接,西界位于平凉—马家滩一线,东界位于西峰、环县一线,走向SN向,面积约31 500 km²。该坳陷是在硬化程度高、比较稳定的地块之上经过多旋回构造发展形成的。印支期因受特提斯构造域的远效应控制,在盆地周边显著抬升的构造背景下开始不均衡的坳陷。燕山期受大陆边缘活动影响,沉积了中、下侏罗统和下白垩统很厚的红色建造、含煤建造。磁场反映出发育于坳陷内的基底凸起和凹陷走向主要为NE向、NNE向和近EW向。从区域上看,发育于坳陷内的次级构造带(凸起和凹陷)受区域构造控制明显,如坳陷北部和南部的次级构造带走向为近EW向,而中部为NE向,与区域构造线走向基本一致。坳陷内的沉积中心盖层厚度都较大,为7 000~11 000 m。凸起多具低凸起性质,其上仍有4 000~7 000 m厚的的盖层沉积。坳陷盖层主要为古生界和中新生界,有的深凹陷中可能包括有中新元古界。从钻井资料看,中新生界由南向北增厚,即由2 000 m向北增厚至4 000 m。有的地区中新生界仅数百米,说明它们的分布是不均匀的。如中新生界在伊15井为3 137 m(未穿),伊13井为45l m,布1井为3 208 m,任4井为1 193 m。李l井为3 580 m,芦参1井为3 991 m,庆深2井为3 887 m,环14井为361 m,龙2井为2 281 m。从盖层发育的特点看,从南到北厚度变化不大,横向上岩相变化稳定。坳陷内断裂构造不十分发育,缺乏岩浆活动,所有凹陷都被低凸起分隔。

西缘逆冲构造带(ⅩⅣ):位于鄂尔多斯盆地西缘,总体由桌子山、贺兰山和六盘山构成。据认为,它是华北地台内古生代强烈沉降地带。航磁资料非常清楚的显示出该冲断构造带的范围和走向,构造带总体走向为SN向,发育其中的次级构造为SN向、NE向和NW向。基底主要为千里山岩群,埋深3 000~9 000 m。也有人认为该冲断构造带为一个坳拉谷,称之为贺兰山坳拉谷^[29]。其自中新元古代开始,一直持续到早古生代,该区发生地裂运动,使华北地台破裂。随着地裂运动的隆起,大陆岩石圈进一步破裂,受西部的祁连山和南部秦岭深海槽裂开的影响,沿阿拉善地块与鄂尔多斯地块之间发生张裂,从海原经银川到乌海,形成一个具有陆壳性质的坳拉谷。其中主要发育有半深水—深水相砂泥碎屑岩、浊流岩沉积,并有台地相的碳酸盐岩沉积。泥盆纪时,由于受祁连山褶皱隆起的影响,贺兰山坳拉谷发育结束。总的来看,加里东和华力西旋回造山运动对本区产生过一定的影响,造成局部地层的褶皱,直到印支亚旋回—燕山亚旋回,因受到NE向的挤压及鄂尔多斯地块的阻挡,造成了EW向压应力对本区地层的冲断和褶皱作用,形成了一系列褶皱面西倾(部分东倾),西翼缓,东翼陡的背、向斜构造及高角度西倾逆断层,形成由W向东逆冲的叠瓦状构造。根据航磁反映的基底埋深与地表出露的寒武系、奥陶系地层对比分析认为,该构造带推覆现象十分普遍,那些早古生代地层可能是推覆上来的,其下可能仍有时代较新的地层存在。

构造带内的凹陷(5 000~9 000 m)之间多被凸起(3 000~5 000 m)分隔,凹陷和凸起呈相间排列的构造格局。其中银川凹陷有人称之银川盆地或银川断陷,航磁反映为NE向的磁力低,基底埋深5 000~7 000 m。据宁夏地质队资料研究,它是一个新生代断陷,断陷呈阶梯状下陷,新生界在断陷中部最厚,东西两侧逐渐变薄。凹陷内新生界十分发育,厚达4 000~6 000 m,直接盖在奥陶系之上。推测下古生界厚约1 000~3 000 m;其他凹陷基底埋深可达5 000~9 000 m。据发东1井推测,中新生界厚约2 000 m左右,前中生界厚约3 000~7 000 m。

堡子湾—靖边隆起(ⅩⅤ):位于盆地中部的堡子湾、靖边、榆林地区,走向NE向。该隆起属低隆起性质,其上仍有5 000~6 000 m厚的盖层沉积,在隆起高点盖层沉积一般小于5 000 m,在低洼地区为6 000 m左右。据伊15井资料,隆起上仍有1 000~2 000 m厚的中生界和2 000~4 000 m的古生界沉积。但中生界分布不均匀,东部在横山堡地区基本缺失,向东中生界发育齐全,但厚度变化较大,说明在中生代该区所处的构造环境不稳定,是在振荡运动比较剧烈的情况下形成的。

定边坳陷(ⅩⅥ):位于盆地中部的定边地区,边界不规则,北为乌审旗隆起,南为堡子湾—靖边隆起,面积约14 000 km²,总体呈NE向分布。坳陷在磁场上反映为宽缓变化的负磁场区,基底埋深大于7 000 m,局部小于5 000 m。据伊15井资料,坳陷内中生界厚约1 000~1 500 m,上古生界厚2 000~2 500 m,下古生界厚2 000~3 000 m。

1) 鄂尔多斯盆地基底由前震旦系变质岩系构成,基底起伏变化较大。通过对航磁异常的反演计算,变质基底埋深为3 000~11 000 m,盖层为震旦系、古生界和中新生界。

2) 航磁反映出,盆地北部构造走向为EW向,中部和东部构造走向为NE向,西缘构造走向为SN向,盆地的发生和发展主要受EW向、NE向和SN向构造控制。

3) 盆地构造格局由8个坳陷,7个隆起和1个逆冲构造带构成,隆起和坳陷多呈相间排列的特点。这与前人对盆地的构造格局(伊盟隆起、陕北斜坡、晋西挠褶带、渭北隆起、天环坳陷、西缘逆冲带)认识有所不同。

4) 航磁反映出伊盟隆起不是一个单纯的基底隆起,在西部的杭锦旗北发育一个5 000~7 000 m的基底坳陷,陕北斜坡由多个基底坳陷和隆起构成,也不是单纯的斜坡,天环坳陷、西缘逆冲带和渭北隆起与航磁反映的构造特点比较一致。

5) 依据航磁资料界定的盆地南界已达西安一线,北界达包头一线,其范围较前人圈定范围有所扩大,前人认为的鄂尔多斯盆地面积为250 000 km²,航磁反映的鄂尔多斯盆地面积约为300 000 km²。

(本文编辑:王萌)