0 引言
鄂尔多斯盆地西南部处于多个不同性质大地构造单元的复合部位，构造活动强烈，演化过程多变，沉积物源复杂［1］。二叠纪，由于华北和西伯利亚2个板块的全面碰撞以及大规模的海退活动，华北板块整体抬升，盆地内沉积体系由海相逐步转变为海陆过渡相及陆相［2-6］。盆地北缘中亚造山带的持续隆升使其遭受了强烈的风化剥蚀，向盆地内提供了充足的物源，成为了盆地北部的主要物源区，此时南部物源区规模较小，构造活动较弱，是否实质性供源一直存在争议［7-11］。针对晚古生代盆地西南部物源归属问题及周缘造山带对盆地西南部沉积充填过程的控制尚不明确，特别是多物源沉积体系下的源—汇充填过程与周缘构造活动强弱之间的耦合关系、物源信号的差异响应有待进一步落实［12-14］。稀土元素（REEs）因其特有的地球化学属性，在追踪岩石、矿物、沉积物等物质来源方面具有深刻影响［10］。碎屑锆石作为常用的碎屑矿物年龄精确约束手段，对潜在物源区母岩年龄的对比溯源，判断沉积物搬运路径，恢复构造运动对盆地充填的控制作用具有重要意义，是深时源—汇系统定量分析的重要手段［15］。基于此，文章在综合前人研究基础上，通过对研究区34口钻井和6条地质剖面采样并测试分析，对盆地西南部沉积物质来源、大地构造背景、沉积年龄特征和构造亲缘性进行了讨论，阐明华北克拉通基底与周缘构造带在早—中二叠世的隆升与供源差异，揭示鄂尔多斯盆地西南部早—中二叠世源—汇充填过程及构造—沉积格局，对于盆地西南部古地理重建与天然气勘探具有重要意义。
1 区域地质概况
1.1 区域地质背景
由于古亚洲洋持续向南俯冲和闭合，晚古生代鄂尔多斯盆地北缘整体处于隆升状态，华北板块西侧的阿拉善、北部阴山古陆受北部古亚洲洋的俯冲闭合而开始隆升并成为剥蚀区，为盆地内部提供了稳定、连续的碎屑沉积物［16］。鄂尔多斯盆地西南部晚古生代的构造—沉积演化被认为主要受到南部古特提斯洋俯冲—碰撞过程和中央造山带附近多个构造单元的共同控制［17］，其中以位于中央造山带中西段的秦祁造山带为主。由于微板块拼接和小洋盆的开合作用，使其构造演化具有多岛洋、软碰撞、多旋回和复合造山的特征［18-20］［图1（a），图1（b）］。秦岭造山带和祁连造山带在早古生代经历了相似的洋陆转化过程。前泥盆纪，古特提斯洋最先处于裂解状态，受加里东期洋壳双向俯冲消减阶段之后开始初始碰撞，并接受前陆盆地沉积；伴随着泥盆纪—石炭纪古特提斯洋持续向北俯冲，开始碰撞造山；受特提斯洋盆向北持续俯冲影响，二叠纪出现了短暂的弧后小洋盆沉积，并于早二叠世晚期进入快速活跃期。在此期间，华北地台出现了大规模的海退，并一直持续到中二叠世。到晚二叠世末，海水基本退出鄂尔多斯地区［21-23］。
1.2 沉积体系及沉积环境
受海西运动影响，鄂尔多斯地块早古生代以整体升降运动为特征。在中奥陶世晚期隆升后，大部分地区直到晚石炭世才再次沉积，因此缺失了上奥陶统至下石炭统［21］。研究区在石炭纪主要为海相沉积，伴随着祁连海向东海侵，受海水频繁变动，晚石炭世至早二叠世经历了不同程度的海陆交互沉积，进入中二叠世海水退出研究区。研究区地层自下而上依次为二叠系太原组、山西组和石盒子组［图1（c）］。太原组沉积时期，气候温暖湿润［10］，经大规模海侵活动，中央古隆起和盆地西南部完全被海水淹没，盆地西南部地层向中央隆起超覆沉积，北祁连和北秦岭隆起并形成造山带，向盆地内开始提供物源［23］。因海底平缓、水动力条件较弱、物源供给少，研究区内以平行岸线的砂坝沉积为主，为一套砂泥岩薄互层及泥粉晶生物碎屑灰岩，夹有煤层，单层的砂体厚度在8~12 m之间［24］；山西组沉积期，气温有所升高［25］，但仍为温暖湿润的气候，中央古隆起区域顶部海侵频繁，伴随着华北板块北缘急剧隆起，盆地演化形成近海内陆坳陷沉积盆地，古隆起东西两侧海水分别向东南、西南方向迅速退出。主体沉积为三角洲平原、分流河道和分流间沼泽［26］；石盒子组沉积期，气候从温暖潮湿变成了炎热干燥，植物数量减少，逐渐转变为大型内陆湖盆，进入以陆相为主的沉积盆地演化阶段［25］，形成了一套紫红色至黄绿色陆相碎屑沉积。受盆地北部物源区持续隆升的影响，北部三角洲持续推进并与南部三角洲形成交会，以三角洲前缘沉积为主，砂岩累积厚度为50~80 m［11，24］。
2 样品采集及分析
2.1 数据处理及获取
为确保实验结果的准确性与可靠性，本文研究的样品采自鄂尔多斯盆地西南部6条剖面和34个钻井岩心，样品采样点覆盖整个研究区，包含各个研究时期对应的地层。采样过程中，对于重矿物及碎屑锆石U-Pb定年检测的样品，笔者选取自出露良好的砂岩样品；而拟进行主、微量和稀土元素测试的样品，则优先选择风化蚀变和成岩作用弱的样品。对7件岩石样品（分别来自太原组庆探15井，山西组庆探1井、二道沟剖面，石盒子组苏307井、陇2井、二道沟剖面、香1井）进行了预处理、送检分析，并从长庆油田收集了9件岩石样品的锆石U-Pb定年结果（太原组李98井、李92井、苏365井，山西组城探2井、苏234井、苏51井，石盒子组城探2井、淳探1井、鄂27井），对85件样品的主、微量和稀土元素进行了测试分析，样品处理过程可靠，用以揭示该地区早—中二叠世的源汇充填过程与构造—沉积格局。
2.2 数据分析方法
本文采用的稀土元素及微量元素其具体测试方法为：清水冲洗干净岩石样品、自然烘干，用玛瑙钵研磨并过200目标准分样筛，保留小于200目的样本，试样送往四川省科源工程技术测试中心通过ICP-MS质谱对其进行了分析。在干净无尘、室温18~25 ℃的条件下，保持湿度在35%~50%之间，将填满试样的水溶液导入氩气气流中，进入氩离子体中心区进行充分地解离和电离，在真空系统内，通过高速扫描离子，测得稀土元素及微量元素的浓度。针对样品中出现的K2O、Na2O和SiO2等10种主量元素，使用X射线荧光光谱仪（XRF）进行分析测试：将室外采集的沉积物样品于室内自然风干，设置烘箱温度40 ℃，放入烘箱内烘干，经过捣碎、剔除动植物残体和砾石碎块等杂物后，过60目筛（即粒径小于0.25 mm）。用砝码天平称取0.50 g的粉末状样品和4.0 g四硼酸锂助溶剂（Li2B4O7），将其装入洁净的塑料瓶中，盖好摇匀，使其充分混合，然后在铂金坩埚中加入0.3 g的2%LiBr~1%NH4I混合助熔剂，移入混合沉积物样品，去离子水冲洗塑料瓶多次，并将清洗液倒入铂金坩埚中，最后在1 150 ℃的马弗炉中制备熔饼，进行XRF分析。
砂岩样品经破碎、淘洗、电磁分离、重液分离等工艺处理后，在双目下选取无裂纹、完整、干净的锆石进行靶材制备。对锆石样品进行抛光后，然后进行反射光、透射光和阴极发光（CL）摄影，以选择最合适的锆石颗粒和激光剥蚀位置。锆石U-Pb同位素的分析采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS），运用GeoLas200M激光剥蚀系统（He为剥蚀物质的载气），使用硅酸盐玻璃标准参考物质NIST SRM610，采用91500国际标准锆石作为外标进行校正、谐波作图和年龄计算。锆石的制靶、阴极发光（CL）图像拍摄及锆石U-Pb同位素测试分析均在油气藏地质及开发工程国家重点实验室完成。
3 沉积物物源分析
3.1 岩屑特征
碎屑岩中的碎屑组分和结构特征能直接反映物源区和沉积盆地的构造环境，根据砂岩岩屑组分的不同含量可以判别源区母岩岩性。来自不同物源区的砂岩岩屑成分往往在含量和类型上存在较大差异，因此可以作为物源区判别的一种手段［15］。
通过对研究区34口钻井的岩心样品进行镜下薄片分析，统计火成岩、变质岩和沉积岩岩屑的百分比含量，同时结合收集自长庆油田20余口钻井的岩屑成分检测报告，绘制岩屑百分含量饼状图（图2），大致可以分为南北两大岩屑组合区域。太原组南部为高火成岩—中变质岩，北部为高变质岩—中低火成岩组合特征，其中3个样品中有低含量的沉积岩。山西组南部变质岩含量增加，沉积岩含量大幅增加，总体表现为高变质岩—中低沉积岩—低火成岩的组合特征，北部岩屑成分含量基本没有改变。石盒子组北部岩屑组合特征与山西组类似，南部样品沉积岩含量有所减少，火成岩含量增加且分区范围向北扩展，推测是受周缘造山带影响增强所致。
3.2 重矿物特征
矿物之间具有严格的共生关系，在同一沉积盆地中，不同时期的沉积物的碎屑组分往往存在较大差异，导致重矿物组合和含量有着明显差别。因此，可以利用不同时期重矿物组合类别以及含量在平面上的变化推测物质来源的方向［11］。对研究区各组的钻井砂岩样品进行重矿物含量统计分析，剔除3个不合理样品点，保留样品点30个。根据平面分布图（图3）上所展现出的重矿物组分及含量差异，可划分3个区域。太原组在A区主要为白钛矿—锆石—电气石的重矿物组合，B区主要特征为电气石—白钛矿—锐钛矿，C区白钛矿含量极高，锆石为第二大占比的重矿物；山西组A区锆石、电气石含量增加，表现为锆石—白钛矿—电气石，B区为石榴石—电气石—白钛矿，C区为白钛矿—锆石—石榴石；石盒子组重矿物组合分区范围与山西组类似，A区为白钛石—锆石—电气石，B区白钛矿含量有所增加，为白钛矿—锆石—石榴石，C区与山西组差异较大，锆石含量的显著增加，表现为锆石—白钛矿—电气石。
3.3 稀土配分模式图判定
沉积物在风化、搬运、成岩作用以及蚀变过程中对稀土元素的影响较弱，因此可以通过REE的比值（轻重稀土元素比值：LREE/HREE）以及利用个别元素（铈异常和铕异常：δCe，δEu）的数值特征对源区特征加以分析，并利用沉积区REE配分模式图与周缘源区古陆进行对比，相似配分模式曲线可以反映其具有相同的物质来源［16］。
通过对样品球粒陨石标准化，并基于前人对周缘物源区稀土元素配分模式的研究，进一步对比得出（图4—图6）：研究区内轻、重稀土元素分异程度高，总体上表现出轻稀土相对富集，重稀土相对亏损的规律，配分模式曲线为“右倾型”，Ce负异常微弱，Eu呈现“谷状”负异常。研究区太原组样品稀土元素配分模式与鄂尔多斯盆地西南部海原群云母片岩（北祁连源区母岩）的稀土元素配分模式具有较强的一致性，推测研究区物源主要来自北祁连（图4）。山西组平凉三道沟、忠1井和李32井稀土元素配分模式与海原群云母片岩具有相似性，同时李42井、李20井、银探2井与秦岭群片麻岩趋于一致，推测该时期具有北秦岭与北祁连2个物源区（图5）。石盒子组沉积时期，李53井、忠6井和李5井稀土元素配分模式与海原群云母片岩（北祁连源区母岩）具有良好的亲缘性，与北祁连物源具有良好的继承性；李45井、李53井稀土元素配分模式与来自北秦岭的秦岭群片麻岩高度一致，离北秦岭物源区较远的井——李57井表现虽与秦岭群片麻岩大致相似，但推测其主要受到北部物源的影响所致（图6）。
图4 太原组稀土元素球粒陨石标准化分布特征Fig.4 Standardized distribution pattern of rare earth element chondrites in Taiyuan Formation |
图5 山西组稀土元素球粒陨石标准化分布特征Fig.5 Standardized distribution pattern of rare earth element chondrites in Shanxi Formation |
3.4 微量稀土元素物源背景分析
综合以上古水流、岩屑、重矿物特征和稀土配分模式判定的分析，对所采集的样品和收集的钻井资料进行了物源系统分区，分别为盆地北部供源样品、北祁连供源样品和北秦岭供源样品，随后对这些样品进行了物源背景分析（图7）。根据Th—Sc—Zr/10三角投点图，太原组属于北祁连源区和北秦岭源区的样品以被动大陆边缘为主，少量北祁连的样品落于主动大陆边缘区域，盆地北部供源样品显示大陆岛弧性质；山西组和石盒子组均以主动大陆边缘和大陆岛弧为主，北祁连和北秦岭源区样品在这2个时期内构造背景变化不大，而盆地北部供源样品由主动大陆边缘向被动大陆边缘转变。在Th—Co—Zr/10三角投点图上，太原组显示被动大陆边缘和主动大陆边缘性质，盆地北部供源样品主要为大陆岛弧，而其余2个源区样品在2种大陆边缘性质中均有分布；山西组、石盒子组样品指示主动大陆边缘性质。在La—Th—Sc三角投点图中，各个组样品主要落于被动大陆边缘和主动大陆边缘性质区域，其中太原组盆地北部供源样品显示大陆岛弧性质，其中山西组有少量北祁连和北祁连的样品落入大陆岛弧区域，到石盒子组落入该区域的样品数有所增加。总体来看，鄂尔多斯盆地西南部太原组沉积时期表现为被动大陆边缘；山西组和石盒子组沉积时期，均以主动大陆边缘和大陆岛弧为主，但山西组样品点分布更为集中。
太原组样品总体表现为混合长英质/基性源，其中北秦岭源区样品古老沉积物成分含量高，北部源区样品基本都落于长英质源区域（图8）；母岩岩性表现为花岗岩和钙质泥岩，北秦岭和北祁连源区样品大都指示钙质泥岩，北部源区样品多为花岗岩和碱性玄武岩。山西组样品整体表现为长英质源，其中北祁连源区样品古老沉积物成分含量高；母岩岩性以钙质泥岩和碱性玄武岩为主，其中北部源区样品以钙质泥岩为主，北祁连源区样品主要为碱性玄武岩，北秦岭源区样品母岩岩性为各种类型的玄武岩。石盒子组沉积期，主要为长英质源，该时期各源区样品中古老沉积物占比均有增加；母岩岩性总体表现为钙质泥岩，还有少量的碱性玄武岩与花岗岩。
研究区由太原组混合长英质/基性源转变为山西、石盒子组长英质源，物源逐渐趋于单一；母岩岩性也由太原组的花岗岩和钙质泥岩逐渐转变为山西组、石盒子组的钙质泥岩，岩性上也趋于稳定。
3.5 古流向与砂体厚度特征
古流向是指沉积物沉积时期水流的流动方向，通过对指向标志（如交错层理、底痕和砾石定向性排列、沟模等）的测量统计、物源区分析、沉积物粒度变化趋势分析等可以用来进行古流向的标定［25］。地层倾角测井可测得井眼处地层的倾角和方位角，总结各种地质特征的响应模式，再据此判断出地层的产状及层理等层内构造的方位，然后在此基础上可确定古水流方向［26-27］。此次研究针对鄂尔多斯盆地西南部石板沟、二道沟、土坡剖面，对其进行了多组单向板状、楔状交错层理前积层测量，以用于古流向分析。同时对收集自长庆油田的8口钻井的成像测井数据进行分析。最后将测定取得与收集获得的古流向恢复后的数据在Reservoir Analysis System 软件中进行古流向玫瑰花图绘制。基于研究区内100余口钻井的地层砂体厚度资料，结合前文讨论的主要物源体系，同时考虑实际沉积环境，绘制研究区砂体厚度与古流向玫瑰花叠合图，以揭示各时期古流向特征（图9）。
研究结果表明，太原期研究区西部海源一带古水流以近南向为主，土坡一带存在双向古水流，为南东和南西向；李77井一带以近南西向为主，盐池、定边一带主要为东向、南向；东南部以近西向为主，少部分近南、东向。山西期南部二道沟、庆阳一带以北东向为主；北部忠探6井、李67井一带以南西向为主；中部石板沟剖面、华池以东向为主。石盒子期古流向具有良好的继承性，研究区北部南东向增强，中部仍以近东向为主，南部北东向不变，可能与周缘物源区供给增强有关。
4 碎屑锆石U⁃Pb定年物源分析
4.1 物源分析
研究区地处贺兰山拗拉槽与昆仑—祁连—秦岭造山带两大构造域的衔接地带，华北板块基底，及相邻的阿拉善地块和祁连—秦岭构造带均为研究区潜在的物源区，可能存在物源供给关系［18］。受加里东运动影响，古生代华北地块的底部受南北2个不同的洋壳双向俯冲，整体被抬升、出露，遭受侵蚀，缺失了绝大部分奥陶纪—石炭纪地层，受沉积物再旋回作用小，研究区各层的所有碎屑锆石直径均在100~250 μm之间，绝大多数磨圆度好，仅有少量自形程度高。部分锆石内部可见继承核，以及发育变质增生边。所获取的碎屑锆石中Th/U值大多在0.33~4.0之间，综合其形态特征，认为多为岩浆成因锆石。阿拉善地块作为中亚造山带的重要组成，其构造演化历史与中亚造山带息息相关，因此笔者选择更为宽泛的中亚造山带作为潜在源区。随后笔者将研究区太原组至石盒子组样品的碎屑锆石年龄与潜在源区（中亚造山带、北祁连、北秦岭和华北克拉通古老基底）碎屑锆石（图10）的年龄进行了对比。
4.1.1 年龄260~350 Ma的碎屑锆石
4.1.2 年龄350~550 Ma的碎屑锆石
秦岭—祁连地区分布着大量加里东期花岗岩，它们均为中奥陶世—志留纪晚期岛弧活动背景下形成的，其典型同位素年龄在350~550 Ma之间，此次研究14个锆石样品均发现有这一年龄段，该组年龄反映了在北秦岭—祁连微块体在加里东期的向北俯冲撞击所产生的构造岩浆热事件［23］，说明该地区普遍接受来自秦岭—祁连构造带的物源。
4.1.3 年龄550~700 Ma的碎屑锆石
4.1.4 年龄900~1 150 Ma的碎屑锆石
4.1.5 年龄1 300~1 500 Ma的碎屑锆石
加里东构造活动对北秦岭产生了深刻的影响，通过对秦岭岩群黑云斜长片麻岩进行锆石U-Pb同位素定年，发现其206Pb／238U年龄分别分布在1 200~1 300 Ma和1 500~1 800 Ma之间，最小年龄为1 122 Ma，主要分布于1 500~1 800 Ma之间，据此推测秦岭岩群的最大成因时代可能在1 100~1 200 Ma之间，其碎屑物主要来自中元古代和古元古代。研究发现1 300~1 500 Ma的继承性锆石与Columbia大陆破裂时间（1.6~1.2 Ga）存在较好的一致性，推测其为对Columbia大陆裂解事件的响应［32］。
4.1.6 年龄1 600~2 600 Ma的碎屑锆石
已有研究显示，华北克拉通西部不同地质单元基底岩石中均有2 450~2 550 Ma的岩浆活动，并且伴随有丰富的变质岩，在1 850~1 950 Ma期间，孔兹岩带及鄂尔多斯地块东部的中部构造带经历了一次顺时针方向的P-T-t（Pressure-Temperature time）演化，证实鄂尔多斯地块与阴山板块及东部陆块先后发生了碰撞拼合［33］。华北克拉通西段基底保存了较好的年龄峰值在约2 500 Ma和1 900 Ma的锆石颗粒。此次研究中，除太原组外，山西组和石盒子组样品中1 864 Ma和2 500 Ma均为主要峰值，与华北克拉通发育的锆石年代一致，这表明鄂尔多斯盆地西南部与华北克拉通具有碎屑物源受供关系。
4.2 锆石年龄谱判定
太原组碎屑锆石的U-Pb年龄分布图显示［图11（a）］，太原组南部3个样品的主要年龄分布在400~500 Ma之间，呈单峰分布，峰值主要分布在420 Ma左右，次要年龄分布在650~760 Ma、850~1 100 Ma、2 300~2 600 Ma之间；研究区北部苏365井的第一年龄在260~350 Ma之间，主要年龄在1 600~2 500 Ma之间。庆探15井除拥有上述年龄段之外，还存在1 416 Ma和1 722 Ma弱峰值年龄。尽管庆探15井在600~2 600 Ma的年龄分布与同时期其他样品存在一定差异，但3个样品的主要年龄（400~500 Ma）的分布较为一致。
山西组锆石的U-Pb年龄介于260.8~2 500.3 Ma之间［图11（b）］，可以分为3个年龄段，即280~500 Ma、1 824~1 873 Ma和2 440~2 569 Ma，第一峰值分布在300~450 Ma之间。除庆探1井年龄分布在450 Ma外，山西组其余样品的第一峰值均在300 Ma左右。在山西组的5个锆石样品中，苏51井、庆探1井和二道沟的第一峰值（300 Ma）为优势峰值，而在城探2井和苏234井中第二峰值（1 800 Ma）为其优势峰值，不同样品其第一峰值与第二峰值占比差异较大。
石盒子组锆石的U-Pb年龄介于254~2 769.2 Ma之间［图11（c）］，第一峰值在260~350 Ma之间，第二段年龄在350~550 Ma之间，上述2个年龄段为所有样品共有，而在二道沟、香1、城探2和淳探2这4个钻井中共有的为550~700 Ma和900~1 150 Ma年龄段。随后出现的1 600~2 600 Ma年龄段在所有样品均有出现，除陇2井和淳探1井外，峰值为1 800 Ma的这一年龄段为石盒子组的优势年龄段。虽然550~1 150 Ma这一年龄段在石盒子组不同样品间存在一定差异，但其主要年龄的分布与趋势大致相似。
4.3 物源区判定与物源信号的差异响应
4.3.1 太原组
太原组4个样品中，北部样品苏365井与中亚造山带和华北古老基底的锆石年龄谱具有明显的相关性，1 600~2 600Ma的碎屑锆石占比68.42%，其次为260~350 Ma的碎屑锆石，占比56.42%。而南部3个样品与北秦岭源区具有较强的一致性，北秦岭源区400~500 Ma这一峰值在太原组样品中均有出现，源区第二峰值在1 000 Ma左右，在该时期庆探15样品中也有发现，为次年龄段。400~500 Ma的碎屑锆石在这一时期所有样品中占比为89.47%，在李82井和李89井样品中，平均占比更是高达95.37%。这一年龄段在北祁连、华北克拉通基底中均为主要峰值出现，极大程度反映物源来自这一区域。但结合前文稀土元素配分模式判定曲线，认为物源主要为秦岭—祁连构造带且以北祁连为甚。除此之外，位于研究区西南部的庆探15井样品中，还有少量1 342~1 500 Ma和峰值为2 500 Ma左右的年龄段，其中1 342~1 500 Ma年龄段的锆石来自于北祁连，属于中元古代和古元古代岩石的风化剥蚀的产物，而峰值为2 500 Ma的年龄段则可能来自华北板块南缘基底。
结合研究区不同年龄段碎屑锆石占比，推测在太原组沉积期，秦岭—祁连构造带处于隆升阶段，使得受加里东期构造岩浆热事件这一构造活动影响的地层广泛出露、剥蚀，为研究区提供了大量的物质来源；此时华北板块基底受剥蚀程度小，在该时期样品中占比普遍较低。
4.3.2 山西组
山西组样品中，年龄为1 700~2 600 Ma的碎屑锆石在二道沟、城探2井和苏234井中平均占比为80.67%，结合前文讨论并与物源区锆石年龄比对，认为与华北克拉通源区的锆石年龄（图10）相似，主、次峰区分布规律较一致，这一时期的碎屑锆石主要来自华北克拉通多陆块拼合事件，推测其供源占据主导作用；280~350 Ma这一年龄段在山西组5个样品中占比为26.81%，通过与潜在物源区的锆石U-Pb年龄分布特征对比，其形态特征与中亚造山带相似，表明在山西组沉积期内，该地区受古亚洲洋洋壳俯冲影响强烈，中亚造山带东段岩浆弧向南经华北克拉通搬运到鄂尔多斯盆地的西南部，为此地区提供了物源；在450 Ma左右这一峰值年龄在这3个样品中占比小于5%。而苏51井和庆探1井源区碎屑锆石年龄占比与其余样品存在较大差异，450 Ma为庆探1井的峰值年龄，对应秦岭—祁连构造带，其占比为44%；260~350 Ma为苏51井的主要峰值年龄，占比超过50%，其次为450 Ma的碎屑锆石。在太原组中，认为苏51井主要受到盆地北部物源影响，中部的庆探1井属于盆地南北源—汇交汇区，这一区域在山西期仍受北部物源影响，但随着秦岭—祁连地区构造活动的增强，推测受秦岭—祁连构造带源区的影响进一步扩大。
4.3.3 石盒子组
石盒子组样品中，认为1 600~2 600 Ma的年龄段很可能来自华北古老基底的物质，并提供了最多的物源，平均占比为75.43%，研究区最南端的麟游坝河滩样品中，华北古老基底产物占比高达94.59%；年龄260~350 Ma的碎屑锆石来自北部中亚造山带，为该时期样品的第二大物源，平均占比19.53%，淳探1井中占比最高，达36.63%；900~1 500 Ma的年龄段（秦岭—祁连构造带）是占比第三的物质来源。
独属于北祁连的550~700 Ma年龄段在研究区南部样品中相继出现，而在北部样品鄂27井中没有出现，说明此时北祁连的影响持续存在，但并没有波及到研究区北部。但北部样品出现的1 500~ 1 800 Ma的年龄段峰值，这些成岩碎屑物可能来源于中元古代和古元古代华北克拉通基底岩石的风化剥蚀［32］。
5 碎屑锆石年龄对源汇充填过程的启示
山西组沉积期源区主要的物源区为长英质源，含有少量古老沉积物，主要发育花岗岩和钙质玄武岩，且以1 700~2 600 Ma的地层为主。早二叠世晚期为陆表海背景下的海陆过渡沉积演化阶段，盆地周边海槽停止拉张，进入消减期，南北两侧大洋相向俯冲，华北台地抬升，鄂尔多斯盆地形成了北隆南倾的区域构造背景［23］。海水从盆地内开始迅速退出，在大地构造背景上表现为主动大陆边缘，研究区内形成了一套以海陆交互相中薄层泥岩、粉砂岩夹煤层为主的曲流河三角洲沉积［11，34］（图13）。该组样品中代表着鄂尔多斯盆地北部中亚造山带的280~350 Ma这一年龄段普遍出现，说明随着盆地北部造山带抬升剥蚀加剧，其物源供给增强。与秦岭—祁连构造带有关的400~500 Ma年龄段在各组中均有发现，但除庆探1井外，普遍不高，说明此阶段秦岭—祁连构造带物源供给影响范围有限。而庆探1井区域由于其地理位置与北祁连相近，认为主要受到了北祁连物源供给的控制；1 500~1 800 Ma这一年龄段与北秦岭高度相关，在研究区东部城探2井、苏234井中均有大量占比，表明山西组沉积期北秦岭可能进一步隆升，波及范围达二道沟一带。
石盒子组沉积期表现为主动大陆边缘，来自华北板块基底的碎屑锆石在研究区广泛分布［35］，为研究区带来大量的长英质源，母岩岩性则表现为花岗岩和碱性玄武岩。中—晚二叠世以后，扬子板块与秦岭造山带南部的勉略洋盆向北发生俯冲消减运动加剧，地壳的拆沉作用致使地幔物质上涌，同时位于华北北缘的古亚洲洋持续的俯冲消减运动致使洋盆间闭合碰撞。位于研究区南、北双向的两大造山带的相向挤压作用致使华北台地北部抬升［36-37］。由于北部中亚造山带物源供给增强，充填作用强烈，石盒子期来自北部的砂体展布范围较山西期规模更大。中亚造山带为该时期第二大物源，由于石盒子组沉积期水动力条件增加，北部的碎屑物质大量向南搬运，形成中粗粒为主的砂质和含砾砂质沉积物堆积［38］；来自秦岭—祁连构造带的碎屑物质较上一时期物源占比同比增加，同时结合稀土元素分配曲线，属于北秦岭源区的稀土样品数量增多，指示秦岭—祁连构造带隆升幅度较山西期更强。值得一提的是，研究区西部样品中350~550 Ma这一年龄段占比普遍高于东部样品，结合地理位置，判断北祁连隆升幅度在这一时期要高于北秦岭。来自秦岭—祁连构造带1 100 Ma左右碎屑物质则仅波及至二道沟、香1井等一带，而北部苏207、陇2样品中没有发现，认为在盆地北部大规模向南搬运的大背景下，来自秦岭—祁连构造带碎屑物质向北辐射规模有限（图14）。
6 结论
（1）研究区早—中二叠世砂岩碎屑锆石年龄谱，太原组样品的主要年龄分布在400~500 Ma之间，且呈单峰分布；山西组的锆石年龄段大致可以分为3段：280~500 Ma、1 824~1 873 Ma和2 440~2 569 Ma，所有样品中均有280~500 Ma这一年龄段，其中峰值在1 800 Ma的锆石样品仅分布在研究区西部，证明此时西部物源主要是受北祁连影响；石盒子组锆石的U-Pb年龄介于254~2 769.2 Ma之间，年龄区间大，且不同区域锆石年龄谱存在较大的差异，说明此时研究区为多源汇系统的交汇区。
（2）综合对比表明，太原组沉积时期，物源主要来自北祁连；山西组沉积时期，北祁连隆升增强，但最主要的物源供给来自华北古老基底，同时研究区北部（即鄂尔多斯盆地西北部）砂体已经逐渐影响到研究区，并成为稳定的物源供给区；石盒子组沉积时期，华北克拉通古老基底为主要物源，中亚造山带逐渐开始大量向研究区提供物源，北秦岭、北祁连此时供源有限，研究区受多个物源区影响，物源体系继承性发育，砂体规模进一步扩大。
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