1.2.1 寒武系
鄂尔多斯盆地及其邻区寒武纪地层除缺失沧浪铺期以前地层外，其余各期皆有发育，沉积特点类似，不同分区发育情况有一定的差别，各分区与寒武纪地层发育情况见表1-2，表1-3。寒武纪地层的岩性以碳酸盐岩为主，其中生物群较发育，以三叶虫化石为主。
1.2.1.1 鄂尔多斯地区
鄂尔多斯地区下寒武统仅有相当于馒头组地层，分布于甘肃庆阳—陕西黄陵—山西河津一线以南地区，由灰色—黄灰色白云质灰岩、白云岩夹砂页岩组成。在华北古陆南缘，下部以石英砂岩为主，分区东部称霍山砂岩，厚度为40～55 m。中寒武统分布范围随时间推移不断向北扩大，主要由陆源碎屑岩、白云岩和灰岩等组成，厚度为50～250 m。上寒武统遍布全区，延安以北岩性为灰岩、泥灰岩和少量的碎屑岩；以南主要为白云岩、白云质灰岩，厚度一般小于200m（图1-5，图1-6，图1-7，图1-8）。
表1-1 鄂尔多斯盆地及邻区前寒武纪地层划分对比表
1.2.1.2 鄂尔多斯南缘地区
区内寒武纪地层的沉积特征相类似，所划地层单位名称相同，由老至新为：下统新集组、朱砂洞组、馒头组；中统毛庄组、徐庄组、张夏组；上统崮山组、长山组、凤山组。
新集组由一套含磷块岩和夹生物灰岩、紫红色—暗红色粉砂岩的泥岩组成。含 Protolenidaes，Bergeronillus，Bergeronillus三叶虫及小壳类化石。厚度在鄂尔多斯南缘分区为0～42m，豫西分区为23～82.7 m。
朱砂洞组为碳酸盐岩沉积。由灰色—深灰色块状砂质白云岩、鲕状白云岩和藻白云岩等组成，厚度约100 m。
馒头组由紫色及灰色钙质泥岩、泥灰岩和泥质白云岩等组成，厚度约100 m。馒头组由紫色及灰色钙质泥岩、泥灰岩和泥质白云岩等组成，产Bedlichia chinensis三叶虫化石等，厚度为107～280 m。
毛庄组以绿色、灰绿色、紫红色间灰色的砂岩、灰岩和泥质灰岩为主，常有板岩发育，含Bhantungaspis三叶虫化石，厚度为42～73 m。
徐庄组以灰岩、鲕状灰岩为主，夹粉砂岩、泥岩等，含丰富的Kochaspis，Sunaspis，Poriagraulos，Basiliella等三叶虫化石，鄂尔多斯南缘分区厚度为100～170 m。
张夏组以灰岩、白云岩为主。竹叶状和鲕状构造很发育，含丰富的Damesella，Taitzuia，Crephalina等三叶虫化石。该组在鄂尔多斯南缘分区厚度为110 m左右。
崮山组、长山组和凤山组均为碳酸盐岩沉积，岩性为土黄色—深灰色夹紫色、灰色灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩及白云岩，常有竹叶状、砾状、鲕状等构造。分别含崮山期Blackwelderia，Cyclolreuzella，Liaoningaspis sp.和凤山期Calvinella，Prosaukia等三叶虫化石。3组地层厚度为150～230m。
图1-4 鄂尔多斯盆地及周缘地层分区图
Ⅰ—华北地层区：Ⅰ1—鄂尔多斯分区；Ⅰ1-1—东胜-环县小区；Ⅰ1-2—正宁-佳县小区；Ⅰ1-3—焦坪-华亭小区；Ⅰ2—鄂尔多斯西缘分区；Ⅰ2-1—贺兰山-桌子山小区；Ⅰ2-2—银川小区；Ⅰ2-3—马家滩-平凉小区；Ⅰ3—鄂尔多斯南缘分区；Ⅰ3-1—渭河小区；Ⅰ3-2—铜川-韩城小区；Ⅰ3-3—陇县-永寿小区；Ⅰ4—阴山分区；Ⅰ5—山西分区；Ⅰ6—阿拉善分区；Ⅰ7—豫西分区；Ⅱ—祁连-秦岭地层区
表1-2 鄂尔多斯盆地及邻区地层划分对比表
（据杨俊杰等，2010修改）
图1-5 寒武系地质剖面图
图1-6 鄂尔多斯盆地早寒武世馒头期沉积相图
（据华北分公司，2006修改）
图1-7 鄂尔多斯盆地中寒武世徐庄期沉积相图
（据华北分公司，2006修改）
图1-8 鄂尔多斯盆地中寒武世张夏期沉积相图
（据华北分公司，2006修改）
表1-3 鄂尔多斯盆地及邻区寒武纪地层划分对比表
1.2.1.3 鄂尔多斯西缘
该区早寒武世自沧浪铺晚期才有沉积，下部地层称苏峪口组，上部地层称五道淌组。苏峪口组为一套含磷钙质碎屑岩沉积。含Bergaroniellus，Protolenid等三叶虫化石。厚度为26～118m。假整合于罗圈组之上。五道淌组由深灰色、灰色中厚层状白云岩构成，厚41～82 m。
中寒武世地层与鄂尔多斯南缘分区类似，其沉积特征、岩石组合及生物群相近，仅灰岩含Para⁃chittidilla，Proasaphiscusa，Soleuoparia，Crepicephalina等三叶虫化石。
晚寒武世地层由下而上称崮山组、长山组和凤山组。与南缘分区相比差别不大，均以钙镁碳酸盐岩沉积为主，崮山组不含或少含页岩。含Blackwelderia，Chuangia化石。鄂尔多斯盆地及邻区的奥陶系地层发育较全，但沉积类型多样，地层及古生物群各异，各分区及邻区地层发育如表1-4。
表1-4 鄂尔多斯盆地奥陶系地层对比
（1）鄂尔多斯西缘
鄂尔多斯西缘分区内各小区在地层发育、沉积特征、厚度和生物群等方面均有明显不同。
贺兰山-桌子山小区北部桌子山地区缺失早奥陶世早期地层。中晚奥陶世地层，为一套富含笔石的海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积，总厚度1100m，假整合于寒武纪地层之上。南部贺兰山地区奥陶纪地层沉积厚度巨大，一般为4000 m（图1-9，图1-10，图1-11）。
图1-9 下奥陶统地层剖面图片
平凉组为一套砂岩、泥岩和灰岩组成的富含笔石化石的类复理石式沉积。
马家滩-平凉小区北部灵武地区与桌子山地区类似，南部青龙山—彭阳地区奥陶纪地层发育较全，总厚度在1600 m左右。中奥陶世地层为一套碳酸盐岩沉积，含丰富的头足类、腕足类、腹足类及三叶虫化石；晚奥陶世地层由下往上为平凉组、车道组和背锅山组，前三者为一套富含笔石化石的海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积，背锅山组则为一套含丰富珊瑚化石群的海相碳酸盐岩沉积。
（2）鄂尔多斯南缘地区
区内奥陶纪地层发育完整。西部陇县-永寿小区早奥陶世地层自下往上分别称冶里组和亮甲山组，主要由白云岩组成，厚度为131～225 m。中奥陶统水泉组为白云岩、灰岩夹少量的泥质岩，厚度为28～800m。三道沟组主要为灰岩，含丰富的生物化石，厚度为255～715m。上奥陶统厚度近1000m；上部为背锅山组，主要由灰岩构成，局部地区为黑色砂页岩夹灰岩透镜体，厚度为125～325m，含笔石、头足类、珊瑚等化石，其中，笔石有Orthograptus truncates socialis，Diplograptus fasti gatus等。
（3）鄂尔多斯地区
奥陶纪早期地层岩性特征与鄂尔多斯南缘分区类似，以白云岩为主，有泥质灰岩夹层。中奥陶统马家沟组，主要由石灰岩、白云岩等组成，含较多的泥质条带。晚奥陶世地层仅有峰峰组，由泥灰岩与石灰岩组成，具不明显的豹皮状构造。该讨地层各地遭受不同程度的剥蚀，保存厚度约200～560 m（图1-12）。
图1-10 鄂尔多斯盆地中奥陶世马三期沉积相图
（据华北分公司，2008修改）
图1-11 鄂尔多斯盆地中奥陶世马五期沉积相图
（据华北分公司，2008修改）
图1-12 鄂尔多斯盆地下古生界沉积模式及其演化