鄂尔多斯盆地东南缘油页岩

1. 鄂尔多斯盆地东南缘油页岩

1.地质概况
鄂尔多斯盆地中与油页岩形成有关的地层，包括侏罗系延安组、安定组，三叠系延长组，二叠系山西组及石炭系太原组，油页岩主体为三叠系延长组七段油页岩（图13-8）。三叠系延长组是在鄂尔多斯盆地持续拗陷和稳定沉降过程中堆积的河流-湖泊相陆源碎屑岩系，细分为5个岩性段、10个油层组；厚层油页岩主要分布在延长组中段，长7 油层组沉积亚期，湖侵达到鼎盛期，是当时湖泊水体面积最大的时期，黑色页岩发育，油页岩发育层段也是盆地主力生油层段，属克拉通坳陷型盆地油页岩，具有分布面积大、厚度较薄、含油率较低的特点。鄂尔多斯盆地东南缘油页岩主要分布在铜川以北地区，以及彬县等地区。
2.油页岩特征
A.含油率
含油率分布范围为0.6%～10.6%，平均为5.4%。东南缘油页岩含油率达到中等品质的占70%，整体上铜川的含油率要高于彬县。
B.发热量
发热量分布范围为0～13.92MJ/kg，平均为6.88MJ/kg；含油率和发热量二者呈明显正相关关系，80%以上的样品发热量大于4.18mJ/kg。铜川油页岩的品质好于彬县。
C.灰分和全硫含量
灰分平均值为75.6%，分布范围为48.1%～94.9%；全硫的分布范围为0.28%～9.38%，平均为2.8%，井下油页岩的全硫平均值为6.7%。
3.成矿主控因素
A.沉积环境
沉积环境对于油页岩分布具有重要的控制作用，铜川油页岩形成于三叠系深湖相—半深湖相沉积环境，属于湖相黑色油页岩，代表了湖盆发育的鼎盛时期，油页岩的厚度相对较大；彬县油页岩形成于浅湖和半深湖相沉积环境，水体相对较浅，有机质丰度相对较低。铜川油页岩的Pr/Ph比值多小于1，总体表现出还原沉积环境的特点，生物标志化合物C27甾烷丰富，表明有丰富的低等水生生物和藻类有机质的母质输入；彬县矿区甾烷分布中C29甾烷优势非常明显，Pr/Ph大于1，表明有丰富的陆源高等植物母质输入。

图13-8 鄂尔多斯盆地三叠系延长组地层综合柱状图

B.古气候条件
长7油页岩样品的Sr/Cu比值差异不大、分布稳定，71%的样品Sr/Cu比值介于1.3～5.0之间，平均比值为2.4，表明长7油页岩形成于气候持续稳定的温暖潮湿环境。
C.古水深
露头区长7油页岩多与中层—薄层状暗色泥岩、泥质粉砂岩互层产出，黏土质含量高；井下样品外观呈黑色，水平层理发育，偶见介形虫及鱼鳞化石，多含丰富的黄铁矿颗粒，可见泥包砂等深水沉积构造。长7 油页岩主要形成于水体深度大于15m的半深湖—深湖环境。
鄂尔多斯盆地东南缘油页岩资源勘探程度与落实程度均较低，目前尚未勘探开发利用。整个盆地油页岩呈北西-南东向展布，南部彬县—铜川以北受构造作用抬升剥蚀，西北部在定边、盐池以西减薄尖灭。露头分布区铜川矿区油页岩主矿层厚度一般在10～25m之间，平均厚度约12m，分布稳定（图13-9）。油页岩产状比较平缓，倾角一般不大于20°。铜川区油页岩的埋深较浅，最大埋深仅为250m，多处见有油页岩出露。铜川油页岩含油率高，有机质丰度高，厚度大，油页岩的品质相对较好，具有勘探潜力。

图13-9 鄂尔多斯盆地铜川油页岩矿区后何家坊—半截沟剖面图

2. 鄂尔多斯盆地地质概况

鄂尔多斯地区位于华北地台的西部，西临贺兰山西麓，东至吕梁山，北起阴山，南到秦岭，包括甘肃的东部、陕西的中部和北部、宁夏的大部、内蒙古的西南部以及山西的西部，面积约32×104km2。
鄂尔多斯地区在中国大地构造图上称谓“鄂尔多斯中坳陷区”。该区大地构造位置是北连内蒙地轴，南接秦岭地轴，西邻阿拉善隆起，东毗山西中隆起区，呈矩形轮廓（王鸿祯等，1985）。
一、鄂尔多斯盆地基底构造
1.基底构造的地球物理解释
自20世纪50年代以来，对鄂尔多斯盆地曾投入大量地球物理勘探工作，积累了丰富的地球物理资料。从区域重力异常图中可以看出，在盆地北部、东部和南部，区域重力场较高，而在西部偏南地区最低。从地磁场总强度的分布来看，鄂尔多斯地区地磁场总强度的分布也是由北向南、由东向西逐渐减小。地层岩性物探测试表明，凡是密度值高的老地层或出露地表或埋藏较浅的地区，都将产生重力高异常，相反，老地层埋藏深大的地方，将出现重力低异常；盆地内结晶基底为磁性基底，与上覆沉积层之间有明显的磁性界面，是区内出现正异常或异常带的主要原因之一（魏文博，1993）。
2.鄂尔多斯盆地结晶基底的构造格架
根据对鄂尔多斯盆地重、磁场的分析，可推断盆地结晶基底构造总貌为东高西低、北高南低、中部相对隆起，具体可划分出4个构造单元，有的构造单元还可进一步作坳陷和隆起的次一级构造单元的划分（图9-1）。
4个构造单元是：
1）北部隆起区，位于伊金霍洛旗弧形断裂以北，为一西倾鼻状隆起。
2）东部褶皱区，东以离石大断裂为界，西以神木—志丹—正宁一线为界，南至耀县-韩城大断裂。区内隆凹相间呈北东向雁行排列，隆起和坳陷均有翼部陡窄、轴部宽缓的特点。自北向南次一级构造单元为府谷-安塞坳陷、延安-直罗隆起、石楼-彬县坳陷、运城-渭南隆起。

图9-1 鄂尔多斯盆地结晶基底构造图

Ι—北部隆起区；Ⅱ—西部坳陷区；Ⅲ—中部隆起区；Ⅳ—东部褶皱区
A—府谷-安塞坳陷；B—延安-直罗隆起；C—石楼-彬县坳陷；D—运城-渭南隆起
3）中部隆起区，东临东部褶皱区，西连鄂托克旗—环县—庆阳一带，边界为折线状。北界为伊金霍洛大断裂，轴向近南北，顶部开阔平缓。
4）西部坳陷区，东邻中部隆起区，西界为铁盖苏木-白杨城大断裂，为一近南北向深坳陷，坳陷深度自北向南增大，最深达9400m。坳陷内有多个次级坳陷分布。
鄂尔多斯盆地的这种基底构造格局对盖层的沉积一直起着控制作用。
二、鄂尔多斯盆地早奥陶世马家沟期古构造特征
早奥陶世马家沟期继承了晚寒武世的构造轮廓，即南北隆（伊盟古陆、庆阳古陆）、中间凹（米脂凹陷、盐池凹陷）（冯增昭等，1990）。
米脂凹陷北靠乌审旗隆起，西邻安边鞍部，南接庆阳隆起，东连岢岚-离石隆起。该凹陷属继承性凹陷，它是在结晶基底形成之后，在坡上继承了基底北东向地背斜、地向斜的隆凹背景上发展起来的凹陷。在早奥陶世马家沟期蒸发岩沉积时，离石断裂继承性活动，致使凹陷靠近离石断裂一侧变得更深了，加之凹陷南、北部均有古隆起包围，使得凹陷封闭状态变好，利于成盐。尤其值得注意的是，凹陷通过西边的安边鞍部以水道与银川海相通，保证有海水的补给，利于成盐成钾。
三、奥陶系概述
这里重点叙述米脂凹陷即陕北盐盆的奥陶系，也谈及盆外乃至华北地区的一些资料。
地层由底到顶叙述如下。
下伏地层：上寒武统凤山组，其岩性为泥质白云岩夹薄层“竹叶状”砾屑灰岩和灰绿色、黄灰色白云质泥岩。
主要出露下奥陶统。
1.冶里组（O1y）
由于怀远运动的影响，在盆地内部亮甲山组或冶里组于局部地区被剥蚀，厚度不一，仅零星出露于盐盆东侧的内蒙古清水河至山西柳林、河津一带。主要岩性为浅灰黄色薄—中厚层白云岩、泥质白云岩夹少量薄层竹叶状砾屑白云岩。该层段在盐盆西南部陕15井处缺失。盆内厚0～31m。华北地台东部以京西丁家滩为最厚（150m），中条山区最薄，仅20m。
2.亮甲山组（O1l）
分布范围与冶里组相近。在盐盆内部仅鄂1井、鄂4井、鄂5井及榆9井钻穿本层，而陕15井则缺失。厚0～39m。华北地台上的分布特点是北部厚、南部薄，河北北部最厚达190m，吕梁山南段厚约60m。
亮甲山组岩性为浅灰、灰白色厚层白云岩，以含燧石条带和团块为特征。
3.马家沟组（O1m）
马家沟组在华北地台分布极广且能对比。盐盆内钻穿马家沟组的井有榆9井、陕15井、鄂4井、鄂5井、鄂1井、鄂6井及中参1井。马家沟组底部为怀远运动侵蚀面，与下伏地层为假整合。根据岩性和物探资料，将马家沟组自下而上分为6段，即马一段至马六段。其中，马一段分为两个亚段（  ），马二段分为两个亚段（  ），马五段分为10个亚段（  ）。
（1）马一段（O1m1）
1）马一段一亚段（  ）：底部或为底砾岩，或为含砾屑石英砂岩，或为含石英砂之白云岩。向上变为灰黄色薄层泥质白云岩、粉晶白云岩。靠近底砾岩之岩石最为显著的特征是呈页片状。
2）马一段二亚段（  ）：在陕北盐盆赋存夹有白云岩、硬石膏之石盐岩，或呈互层状。盐盆之东，在临汾、吕梁一带为厚层硬石膏岩。在盐盆之外，华北地台大部分出露地表的该层段都可见盐溶角砾岩。
本组地层厚度变化很大，从数米至数十米，榆9井揭示的厚度为105.5m。
测井曲线特征：  为中高声速，锯齿状中伽马；  为高声速，低伽马。
（2）马二段（O1m2）
深灰色中厚层状泥、粉晶石灰岩，夹两层厚度不大的薄层泥质白云岩和白云质硬石膏岩。这在野外露头上非常清晰。地质工作者俗称其为“三厚夹二薄”，又称“三白夹二黑”。从沉积韵律角度来看，“三白”顶部的“一白”实为淡化段，应归于马三段。下部的一“白”一“黑”恰划分为两个亚段，即马二段一亚段和马二段二亚段。中厚层灰岩中生物碎屑、藻迹、虫迹发育，而相当该层的层位在盐盆内（榆9井、陕15井揭示）则以泥质白云岩和泥灰岩为主且中上部夹有石盐岩和硬石膏岩，厚度为48～99.9m。盐盆东部厚度渐增，河北北部、辽宁、山东等地，厚度多在150m以上。
测井曲线特征：石灰岩或白云岩段为低声速，硬石膏岩段为高声速。整个岩组显示为锯齿状中伽马。
（3）马三段（O1m3）
该组不论岩性还是厚度在华北地台赋存状态都不同。在陕北盐盆厚度为68～182m，岩性为石盐岩、泥云岩和硬石膏岩，为主要含盐段；在山西吕梁、临汾一带为灰色、浅黄色泥粉晶白云岩和硬石膏岩；在河北中部厚度为80～100m。该组出露于地表处都可见盐溶角砾岩。
测井曲线特征：高声速、锯齿状中、高伽马。
（4）马四段（O1m4）
该段岩性厚度在大范围内较稳定，可作为区域性地层划分标志。岩性为灰色、深灰色厚层状粉晶、泥晶灰岩，虫迹、藻迹（生物扰动构造）发育，含多种生物，尤以头足类化石丰富为特点。中部夹纹层状粉晶白云岩和燧石条带，局部可见“云斑”、“豹斑”灰岩。在陕北盐盆中，该段中部夹有硬石膏薄层和石盐团块。该段厚度不一，盐盆内厚62～173m，盐盆外一般厚80～110m，东部增厚为100～250m。
测井曲线特征：低声速、低伽马。
（5）马五段（O1m5）
为主要的含盐段，其间夹特征的3套白云岩和泥质白云岩。根据岩性组合特征，可分为10个亚段。自下而上为：
1）马五段十亚段（  ）：浅灰色膏质白云岩与石盐岩互层。米1井主要为石盐岩；榆9井以石盐岩为主，下部夹硬石膏岩。在陕北盐盆内，南部和北部为深灰色白云岩、含膏白云岩夹硬石膏岩。部分井为灰岩、白云岩与硬石膏岩互层。该亚段厚度为8～96m。测井曲线特征：高声速、低伽马。
2）马五段九亚段（  ）：灰色薄—中层状泥质白云岩夹云质灰岩。厚11～29m。测井曲线特征：低声速、低伽马。
3）马五段八亚段（  ）：浅棕色、褐灰色石盐岩夹泥质白云岩、白云岩，局部夹硬石膏岩。榆9井可见小的冲刷面。陕北盐盆南、北部为白云岩、含膏白云岩或硬石膏岩，部分井为灰岩与白云岩互层。北部伊24井厚度最大，向南渐变薄，厚10～36m。测井曲线特征：高声速、低伽马。
4）马五段七亚段（  ）：灰色中层状白云质灰岩夹白云岩，或二者互层。榆9井中夹数层硬石膏岩薄层。厚10～23m。测井曲线特征：低声速、低伽马。
5）马五段六亚段（O  ）：是主要的石盐层和含钾石盐层段。岩性以无色、浅灰、浅棕、棕褐、棕红色石盐岩为主，夹硬石膏岩、泥质白云岩和白云质泥岩。榆9井、陕钾1井和镇川1井均发现含钾石盐的石盐岩。盐盆内北部和南部逐渐相变为泥质白云岩和夹硬石膏的白云岩。西南部的陕15井揭示本亚段为硬石膏岩与白云岩互层。在盐盆相邻的东部柳林、襄汾以及太原西山、河北邢台、邯郸等地地表均可见盐溶角砾岩。盐盆内最厚处见于镇川1井。厚度一般为35～176m。该亚段中上部可见夹数层薄层玻屑晶屑凝灰岩。测井曲线特征：高声速、低伽马。
6）马五段五亚段（  ）：灰、深灰、灰黑色厚层泥晶、微晶灰岩，局部夹泥质白云岩。陕钾1井钻遇厚层白云岩夹泥质白云岩。该亚段岩性单一，厚度稳定，在华北地区可作为标志层。厚度一般为13～31m。测井曲线特征：声速线平直。在榆9井和陕钾1井该亚段上部显示出有一小尖峰；自然伽马值低且平直。
7）马五段四亚段（  ）：灰、浅灰色石盐岩夹数层泥质白云岩及薄层硬石膏岩。陕钾1井中可见夹薄层含钾石盐岩。榆9井2293.60～2293.90m见角砾状凝灰岩。该亚段在榆9井、绥1井较厚，镇川1井及其以北地区则尖灭。一般厚14～67m。测井曲线特征：声速线高且夹3个低峰。低峰示泥质白云岩或硬石膏岩。自然伽马呈大锯齿状，突出的尖峰恰与声速曲线相反。
8）马五段三亚段（  ）：以灰色泥质白云岩和泥灰岩为主，夹云泥岩及白云岩。榆5井、榆11井、榆13井为灰岩或泥灰岩。厚7～30m。测井曲线特征：自然伽马曲线呈指状高锯齿，声速低且中夹1～2个尖峰。
9）马五段二亚段（  ）：灰色薄—中层白云岩夹薄层白云质泥岩，部分井以灰岩为主。厚2～12m。测井曲线特征：声速小且呈锯齿状曲线。
10）马五段一亚段（  ）：灰色白云岩夹灰岩，部分井为灰岩与泥灰岩互层。白云岩常呈角砾状。陕钾1井见硬石膏薄层或硬石膏假晶。在缺失马六段地区，残留厚度为3～30m。顶部普遍发育有风化壳。盐盆内大部分地区本段地层与上覆中石炭统本溪组呈假整合接触，北部则与上石炭统太原组假整合接触。测井曲线特征：低声速、低伽马。
（6）马六段（O1m6）
浅灰色—深灰色厚层状泥—粉晶灰岩，部分地区藻迹、虫迹发育，局部白云石化。本段在北纬38°以北地区均遭剥蚀，仅在华北中部保存。其中，太行山南段残留厚度最大，为80～120m。盐盆内仅在榆11井、延深1井和陕15井有残存，厚度最大为19m。
上覆地层为中石炭统本溪组，岩性为灰黑色炭质泥岩夹煤层。

3. 华北地区西部鄂尔多斯块体地壳厚度

在鄂尔多斯块体内部，地壳厚度分布规律非常简单，厚约40～42km，在东北、西南边缘略有加深。
鄂尔多斯周边断陷带的地壳上隆、厚度变薄，其中南缘渭河地堑最薄，约32～34km，西缘银川地堑约34～36km，北缘河套、呼包盆地约36～38km，东缘山西断陷盆地南薄北厚，约38～42km。
鄂尔多斯西北缘的银川盆地、河套盆地，东南缘的汾渭地堑，南部的渭河盆地的地壳结构都相似。沿鄂尔多斯边缘凸起，为地幔上隆、地壳变薄、地表拗陷的张性构造。汾渭地堑北部山西断陷则是明显的右旋剪切拉伸性质，但地壳厚度变化不大。鄂尔多斯西南缘与青藏高原东北隅相接，由东北向西南迅速加深，地壳厚约50km，显示了与青藏高原边缘接触带地壳受挤压增厚构造。由于鄂尔多斯边缘地壳的隆升增厚、拗陷减薄，以及块体内部稳定地壳厚度的强烈扭曲变化，形成了区内的超壳断裂构造。

4. （一）鄂尔多斯盆地三叠、侏罗系含煤岩系沉积特征

鄂尔多斯盆地是一个跨世代的大型叠置沉积构造盆地。震旦纪至古生代陆缘发展时期，以华北陆块为基底形成以海相为主的古生代沉积盆地，晚古生代发育有含煤岩系，形成石炭二叠纪含煤沉积盆地。印支、燕山运动使古生代沉积盆地变形改造，华北石炭二叠纪含煤盆地亦随之解体，形成鄂尔多斯及其它构造盆地，与此同时形成以陆相为主的中生代沉积建造，晚三叠世晚期至中侏罗世早期发育有含煤沉积，与沉积建造同期发生的构造变形，形成了中生代前陆拗陷型沉积盆地，叠置在古生代构造盆地之上，经喜马拉雅期构造运动的改造，形成了两个世代盆地相叠置、协调统一的沉积构造盆地，两个世代含煤盆地亦融合在统一的盆地之中。
鄂尔多斯盆地中生界含煤岩系为上三叠统延长群瓦窑堡组、下侏罗统富县组和中侏罗统延安组，其中延安组为主要含煤地层。
晚三叠世含煤岩系形成于延长晚期瓦窑堡时期，盆地隆升，湖盆萎缩，沼泽相广泛发育，浅湖相区退缩至盆地西南部，其它地区均为河流、滨湖、沼泽相沉积，呈现北部为河流相，中部为三角洲和沼泽相，南部为湖泊相分带。北部河流相区，以砂岩为主，岩性为块状粗中长石砂岩夹粉砂质泥岩、砂质页岩、砂岩、含砾砂岩。泥质岩夹煤线、薄煤层、油页岩。中部三角洲相与沼泽相区，三角洲相与沼泽相互相穿插，三角洲前缘不甚发育。三角洲相岩性为中厚层、块状中细砂岩，中、薄层粉砂岩与泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层，夹炭质泥岩、薄层煤及煤线。沼泽相分布在定边、吴旗、志丹、子长、延安、富县一带，岩性为块状泥岩、炭质泥岩、煤层和煤线、粉砂质泥岩及粉细砂岩，呈韵律层。南部浅湖区，分布在洛河以南，正宁、铜川、焦坪以北，为泥岩区和粉砂岩、泥岩区，岩性为泥岩、粉砂质泥岩、页岩夹炭质页岩、细砂岩及煤线。延长群沉积在纵向上河流相、湖泊相、沼泽相交替频繁，横向上相带相互交叉穿插递变。瓦窑堡组煤层厚度薄、面积小、分布零星，富煤带分布在中部子长、子洲和南部洛川、甘泉、富县一带。
延长群为灰绿色砂泥岩组合，含煤层、黑色页岩，产植物化石，分布于铜川、黄龙、府谷一线以西地区，厚约1000 m。岩性纵横向变化较大，厚度由东北向西南增厚。下部在盆地东北部岩石粒度较粗，长石含量高，颜色较浅；上部在盆地南部和西南部岩石粒度较细，长石含量减少，颜色较深，灰绿色岩层增多。延长群划分为三个组，瓦窑堡组位于顶部为第五段，在盆地东部保存最全，北、西及南部均遭剥蚀，南部剥蚀严重，陇东环县以西缺失。岩性为黄绿—黄灰色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩互层，夹黄绿—深灰色泥灰岩、白云质灰岩、煤层及煤线。盆地北部沉积变粗，颜色变杂并有油页岩，盆地西南部沉积变细，厚度变大，厚度36.0～800.49 m，一般厚100～200 m，与下伏第四段连续沉积。
瓦窑堡组含煤岩系含煤5层，最多达32层，均为煤线或薄煤层，单层厚度小于0.5 m，累厚小于4.5 m，可采煤为Ⅴ号煤，厚0.2～2.95 m，煤层多呈断续小面积分布，富煤中心位于子长—安塞及洛川一带。
晚三叠世末期，盆地迅速隆升，延长群遭到风化剥蚀，古地貌亦发生相应变化，南部演武、子午岭、富县高地和北部姬源、靖边、青阳高地周缘形成低丘，南北向低谷形成的径流汇集到环县—延长东西向古河道中，富县期和延安期沉积即受控于印支期后的古构造、古地貌格局。
富县期河流相分布广泛，甘陕古河主河道为砂岩区、砂砾岩区和泥、砾岩区。岩性为粗砂岩、含砾粗砂岩、砾岩，夹泥岩、砂质泥岩，局部夹黑色页岩及煤线，与延长群在局部地区呈角度不整合。河道亚相两侧为河漫亚相，岩性为粉砂岩、杂色泥岩、粉砂质泥岩夹长石细砂岩，局部出现炭质泥岩、煤线及薄层泥灰岩。坡积相分布于甘陕古河道上游西部及姬源、富县高地，残积相分布于正宁—铜川一带，岩性混杂多变，为杂色铝土质泥岩，含5～20 m鲕菱铁矿层。滨湖亚相为互层状泥岩、粉砂质泥岩与粉砂岩、细砂岩，夹页岩、油页岩及炭质泥岩。
富县组岩性和厚度变化较大，主要为细砂岩、含砾粗砂岩、粉砂质泥岩、泥灰岩、中细砂岩互层，底部为透镜状砾岩与砾状砂岩，含植物化石，厚50～150 m。北部地区下部含薄煤层，中西部地区上部夹黑色泥页岩及煤线，盆地南部为残积物。与延长群呈假整合或超覆不整合接触，局部不整合于纸坊组之上。
延安组是鄂尔多斯盆地中生界主要含煤岩系，主要成煤期在延安中晚期。延安早期（宝塔山砂岩沉积时期）盆地开始缓慢下沉，高地被剥蚀夷平，面积减小，坡度降低，低丘平原扩展，形成西部高山，东部平原，南部山坡，北部残丘，东北部为湖泊的地貌。河道亚相分布于甘陕古河的伊陕古河及其两侧，古高地外以河漫为主的河流相广布于河道亚相之间。在马岭、盐池、姬源和神木、东胜一带漫后沼泽沉积发育有煤层及炭质页岩。冲积扇亚相分布于盆地边缘及古高地周边，岩性为粗碎屑岩。延安中晚期地势经剥蚀夷平已趋平坦，盆地继续沉陷由河流相转为河湖三角洲沉积。浅湖相分布于东部，呈北东至南西向展布，湖盆中心在延安一带，岩性为泥页岩、粉砂岩互层，夹薄层中细砂岩，一般仅夹数层煤线。滨湖亚相分布在浅湖以西的盐池、环县、吴旗和北部榆林一带及盆地西南缘，岩性为泥岩、粉砂岩与泥质粉砂岩、细砂岩互层。三角洲平原亚相分布范围广泛，湖沼为主的三角洲平原亚相在分流河道间、湖相和三角洲前缘的周缘和边部。沼泽沉积分布面积广，煤层主要位于该相带，是延安组煤系的富煤带。岩性为细砂岩、粉砂岩与粉砂质泥岩、泥岩互层，夹多层煤、炭质泥岩和根土岩。煤层厚度大，分布稳，发育于多个旋回的顶部。延安期后，盆地整体隆升，沉积作用终止，延安组地层遭不同程度剥蚀，直罗期盆地再次下降接受沉积。
延安组自下而上可分四段。第一段为宝塔砂岩段，岩性为灰黄、灰白色巨厚—块状中粗砂岩，下部为含砾砂岩、砾岩透镜体，向上砂岩变细，夹泥岩透镜体，盆地西部有煤层和煤线。顶部为灰绿、深灰色泥岩，夹粉砂岩、细砂岩透镜体，在盆地北、西、南部均见煤。第二段下部为黄绿、灰白色细—中粒长石砂岩与灰、灰黑色泥页岩互层，上部为灰绿—灰黑色泥岩、粉砂质泥岩、页岩夹细砂岩，厚80～100 m。第三段下部为灰白色细砂岩夹灰—灰黑色页岩、泥岩及粉砂质泥岩，上部为灰黑色页岩、炭质页岩夹砂岩，厚40～50 m。第四段为蓝灰—灰褐—灰绿夹杂色砂岩、泥岩、页岩互层，厚0～96.5 m。二段至四段发育于灵武、吴旗、延安一带，其它地区遭不同程度剥蚀，南部剥蚀严重，富县以东缺失。在大理河以南、葫芦河以北、吴旗以东缺失煤层，其余地区煤层发育，向西、西北和北部煤层层数增多，单层厚度增大。延安组泥质岩含植物、双壳类化石，一般厚200～300 m，与富县组连续沉积，富县组缺失时与延长群假整合接触，与上覆直罗组为假整合接触。
延安组含煤岩系分布面积广，煤层产状及发育程度不同，一般含煤9层，最多达27层，单层最大厚度34 m，最大累厚37 m以上。煤层发育多属泛滥平原相区，煤层多发育在沉积旋回中上部位，主采煤层横向展布较为稳定，神府2号煤层厚3～12m，在数千平方千米范围分布稳定。由于侏罗纪时期盆地古地貌为北高南低，致使南北含煤差异明显，北部以大型三角洲及泛滥平原为主，成煤相带宽阔，煤层层数多，厚度大，分布稳定；南部开阔湖泊沉积环境，古地形差异较大，成煤相带狭小，煤层层数少，厚度薄，分布不稳定。盆地西部含煤变化较大。

5. 鄂尔多斯高原的地质地貌

 本区可分为5地貌区：①中西部干燥剥蚀砂质高地。②东南部多湖和沙丘分布的凹地平原──毛乌素沙地。③北部黄河阶地库布齐沙带。④西部桌子山。⑤东部沟谷底薄覆黄土丘陵区。

6. （一）鄂尔多斯盆地煤层气勘探概况

鄂尔多斯石炭二叠纪含煤盆地范围广阔，面积28×104km2。盆地开展煤层气勘探较早，集中在盆地东缘晋西挠褶带。20世纪90年代初，地矿系统和煤炭工业部门即以石炭、二叠系含煤岩系为目标层位在盆地东缘进行煤层气勘探。地矿部华北石油地质局1993年至1996年实施“深层煤层气勘探”项目（UNDP），取得柳林煤层气勘探开发试验区7口井井网的排采成功。华晋焦煤公司与美国安然公司（ENRON）合作在三交开展煤层气勘探，施钻数口勘探井。90年代中期，华北石油局与澳大利亚路威尔公司（LOWEII）合作在柳林勘探区施钻HWL1、L1B、HWL2 三口勘探井，在渭北勘探区施钻澄合1井，同时与安然、阿莫科（AMOCO）（美国）、阿科（ARCO）（美国）公司合作在晋西挠褶带中南部施钻多口勘探井。中国石油集团在吴堡施钻吴试1井。华北石油局与阿莫科公司合作于1995—1996年在晋西挠褶带南部蒲县施钻HDW1、2 二口勘探井。90年代后期中国石油集团在吉县施钻5口试验井。1997年至1998年中国煤炭集团与美国菲利普斯公司（PHILIPS）在晋西挠褶带北部兴县施钻煤层气勘探井4口。90年代后期至21世纪初，中联煤层气公司及中国新星石油公司华北石油局、中国煤炭集团华晋公司与阿科公司合作，包括早期合作勘探井共施钻26口勘探、试验井，形成了由9口井组成的三交林家坪试验区和5口井组成的碛口试验区。至此，鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带及南缘的渭北隆起带上共施钻煤层气勘探、试验井52口，形成3个煤层气勘探开发试验区。
鄂尔多斯盆地以石炭、二叠系含煤岩系为目标层位的煤层气勘探，集中在盆地东缘晋西挠褶带及盆地南缘渭北隆起带东部，在晋西挠褶带北段保德-临县构造带兴县一带施钻煤层气勘探井达10口。在晋西挠褶带中段柳林构造带离石鼻状隆起的南翼柳林杨家坪试验区，施钻了7口试验井（ML1—7）取得了小井网排采成功，单井最高产气量达7050 m3/d。在鼻状隆起北翼碛口试验区，施钻了5口试验井（SJ14、SJ16—19），试获单井最高产量5500 m3/d；在鼻状隆起北翼三交林家坪试验区，施钻了9口试验井（SJ5—13），试获单井最高产量7000 m3/d。在晋西挠褶带中南段石楼—大宁构造带，施钻了7口（SH1—7）勘探井，试获单井最高产量1260 m3/d。在晋西挠褶带南段大宁-乡宁构造带，曾在蒲县施钻2口煤层气勘探井（HDW1—2），吉县又施钻了5口煤层气试验井（吉试1—5），取得一些新的认识。在鄂尔多斯盆地南缘渭北隆起带，仅在其东段合阳北施钻澄合1井，韩城施钻韩试1—3井煤层气试验井。通过鄂尔多斯盆地石炭、二叠系含煤岩系煤层气赋存条件的初步勘探，基本证实了鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发的前景。
参见《中国煤层气盆地图集》“鄂尔多斯盆地煤层气勘探程度图”。