鄂爾多斯地區在中國大地構造圖上被稱為“鄂爾多斯中部坳陷區”。該區的構造位置為北依內蒙地軸，南依秦嶺地軸，西依阿拉善隆起，東依陜中隆起，輪廓呈矩形(王宏鎮等，1985)。
壹、鄂爾多斯盆地基底結構
1.基底構造的地球物理解釋
自20世紀50年代以來，鄂爾多斯盆地進行了大量的地球物理勘探，積累了豐富的地球物理資料。從區域重力異常圖上可以看出，區域重力場在盆地北部、東部和南部較高，而西南部最低。從地磁場總強度的分布來看，鄂爾多斯地區地磁場總強度的分布也是由北向南、由東向西逐漸減小。地層巖性地球物理勘探試驗表明，高密度的老地層或地表裸露或埋藏淺的地區會出現高重力異常，反之，老地層埋藏深的地方會出現低重力異常；盆地內結晶基底為磁性基底，與上覆沈積層存在明顯的磁性界面，是該區出現正異常或異常帶的主要原因之壹(魏，1993)。
2.鄂爾多斯盆地結晶基底的構造格架。
根據鄂爾多斯盆地的重磁場分析，可以推斷盆地結晶基底的總體結構為東高西低，北高南低，中部相對隆起。具體可分為四個構造單元，部分構造單元可進壹步分為坳陷和隆起的二級構造單元(圖9-1)。
這四個構件是:
1)北部隆起區位於伊金霍洛旗弧形斷裂以北，是壹個向西傾斜的鼻狀隆起。
2)東部褶皺區東起離石斷裂，西至神木-誌丹-正寧線，南至耀縣-韓城斷裂。在這壹地區，山脊和窪地交替排列，呈東北飛行模式，山脊和窪地都具有陡峭的機翼和寬闊平緩的軸的特點。二級構造單元自北向南依次為府谷-安塞坳陷、延安-直羅隆起、石樓-賓縣坳陷和運城-渭南隆起。
圖9-1鄂爾多斯盆地結晶基底構造圖
⒉-Northern隆起區；ⅱ-西部坳陷區；ⅲ——中央隆起區；ⅳ——東部褶皺區
阿-府谷-安塞凹陷；b-延安-直羅隆起；c-石樓-賓縣凹陷；d-運城-渭南隆起
3)中央隆起區東以東部褶皺區為界，西以鄂托克旗至環縣至慶陽壹帶為界，為折線邊界。北部邊界是伊金霍洛斷層，軸向近南北向，頂部平坦。
4)西部坳陷區東鄰中央隆起區，西鄰鐵蓋蘇木-白羊城斷裂，是壹個南北向的深坳陷。凹陷深度由北向南逐漸增加，最深可達9400米，凹陷內存在許多次生凹陷。
鄂爾多斯盆地的這種基底構造格局壹直對蓋層的沈積起著控制作用。
2.鄂爾多斯盆地早奧陶世馬家溝階古構造特征
早奧陶世馬家溝期繼承了晚寒武世的構造輪廓，即南北隆起(沂蒙古陸和慶陽古陸)和中坳陷(米脂凹陷和鹽池凹陷)(馮增昭等，1990)。
米脂凹陷北鄰烏審旗隆起，西鄰安邊鞍部，南接青陽隆起，東臨克蘭-離石隆起。該凹陷為繼承性凹陷，發育於結晶基底形成後的斜坡上，繼承了基底東北背斜和向斜的隆起背景。早奧陶世馬家溝期蒸發巖沈積過程中，繼承了離石斷裂，使凹陷靠近離石斷裂的壹側變深，凹陷的南部和北部被古隆起所包圍，使凹陷封閉性更好，有利於成鹽。特別值得註意的是，凹陷西部通過安邊鞍部與銀川海以水路相連，保證了海水的供給，有利於成鹽成鉀。
三。奧陶系概述
本文以陜北鹽盆地米脂坳陷奧陶系為重點，也談壹些盆地外乃至華北地區的資料。
自下而上的地層描述如下。
下伏地層:上寒武統鳳山組，巖性為泥質白雲巖夾薄層“竹葉”狀礫質灰巖及灰綠色、黃灰色白雲巖泥巖。
下奧陶統主要出露。
1.葉莉組(O1y)
由於懷遠運動的影響，梁家山組或葉莉組在盆地局部地區被剝蝕，厚度不壹，僅在內蒙古清水河至山西柳林、河津壹帶零星出露。主要巖性為淺灰黃色薄層-中厚層白雲巖，泥質白雲巖夾少量薄層竹節狀礫石白雲巖。該井段在鹽盆地西南部的山15井缺失。盆地內厚度為0 ~ 31m。北京西部的丁家灘是華北地臺東部最厚的(150m)，中條山最薄，只有20m。
2.亮甲山群(O1l)
分布範圍與葉莉組相似。在鹽盆地中，只有E 1井、E 4井、E 5井和玉9井鉆遇該層，而山15井缺失。厚度0 ~ 39m。華北地臺上的分布特征為北厚南薄，最大厚度在河北北部190m，呂梁山南部約60m。
亮甲山組巖性為淺灰色和灰白色厚層白雲巖，以含燧石條帶和塊狀為特征。
3.馬家溝組(O1m)
馬家溝組在華北地臺分布廣泛，可以對比。於9井、山15井、E 4井、E 5井、E 1井、E 6井、中深1井鉆遇鹽盆地馬家溝組。馬家溝組底部為懷遠運動侵蝕面，與下伏地層假整合。根據巖性和地球物理資料，將馬家溝組自下而上分為六段，即馬家1至馬家6。其中，Ma的第壹個成員分為兩個子段()，Ma的第二個成員分為兩個子段()，Ma的第五個成員分為10個子段()。
(1)五壹會員(O1m1)
1)馬壹段和馬壹段():底部為底礫巖、應時砂巖夾礫屑或白雲巖夾石英砂。變成灰黃色薄層泥質白雲巖和粉砂質白雲巖。角礫巖附近的巖石最顯著的特征是呈片狀。
2)馬壹段二段():陜北鹽盆地中有石鹽夾白雲石和硬石膏，或互層。在鹽盆地的東部，臨汾和呂梁有很厚的硬石膏巖。除了鹽盆地之外，在華北地臺的大部分出露部分都可以看到鹽溶角礫巖。
該組地層厚度變化較大，從幾米到幾十米不等，玉9井揭露厚度為105.5米
測井曲線特征:中高聲速，鋸齒狀中伽馬；對於高聲速，低伽瑪。
(2)馬二段(O1m2)
深灰色中厚層狀泥質和粉砂質灰巖，夾兩薄層泥質白雲巖和白雲質硬石膏。這壹點在野外露頭上非常明顯。地質學家俗稱“三厚夾兩薄夾”，又稱“三白夾兩黑夾”。從沈積韻律上看，“三白”頂部的“壹白”實際上是壹個脫鹽剖面，屬於馬三段。下半部的“白”和“黑”只是分成兩個小節，即馬二段第壹小節和馬二段第二小節。中厚層灰巖中發育有生物碎屑、藻類和昆蟲的痕跡，該層對應的層位在鹽盆中(於9井和山15井揭示)，主要由泥質白雲巖和泥灰巖組成，中上部夾石鹽和硬石膏，厚度48 ~ 99.9米..鹽盆地東部厚度逐漸增加，河北北部、遼寧、山東等地厚度大於150m。
測井曲線特征:灰巖或白雲巖段聲速低，硬石膏段聲速高。整個巖層呈鋸齒狀中等伽瑪。
(3)馬三段(O1m3)
該組在華北地臺的賦存狀態無論巖性還是厚度都不壹樣。陜北鹽盆厚度68 ~ 182 m，巖性為石鹽、泥巖、硬石膏，為主要含鹽段。在呂梁和臨汾，為灰色和淺黃色泥晶白雲巖和硬石膏巖。冀中厚度80 ~ 100米，在該組地表可見鹽溶角礫巖。
測井曲線特征:高聲速、鋸齒中等、高伽馬。
(4) Masi成員(O1m4)
該段巖石厚度在較大範圍內穩定，可作為區域地層劃分的標誌。巖性為灰色、深灰色厚層狀粉晶、泥晶灰巖，蟲跡、藻跡(生物擾動構造)發育，含多種生物，尤其是頭足類化石。中間夾層狀白雲巖和燧石帶，局部可見“雲斑”和“豹斑”石灰巖。在陜北鹽盆地中，該段中部有壹薄層硬石膏和石鹽塊。該段厚度在鹽盆內62 ~ 173米，鹽盆外80 ~ 110米，東部100 ~ 250米~ 250米不等。
測井曲線特征:低聲速和低伽馬。
(5)馬五段(O1m5)
為主要含鹽段，夾三套白雲巖和泥質白雲巖。根據巖性組合特征，可劃分為10個亞段。從下到上:
1)馬五段十段():淺灰色石膏白雲巖夾石鹽。米1井主要為石鹽；玉9井以石鹽巖為主，下部為硬石膏巖。在陜北鹽盆地中，南部和北部有深灰色白雲巖、含石膏白雲巖和硬石膏。有些井夾有石灰巖、白雲巖和硬石膏。該段厚度為8 ~ 96m。測井曲線特征:高聲速、低伽馬。
2)馬五段9段():灰色薄-中厚層泥質白雲巖夾白雲質灰巖。厚度:11 ~ 29m。測井曲線特征:低聲速和低伽馬。
3)馬五段8段():淺褐色、棕灰色石鹽夾泥質白雲巖、白雲石，局部混硬石膏。於9井可見小的沖刷面。陜北鹽盆地南、北部為白雲巖、含石膏白雲巖或硬石膏，部分井與灰巖、白雲巖互層。北部的伊24井厚度最大，向南逐漸變薄，厚度為10 ~ 36m。測井曲線特征:高聲速、低伽馬。
4)馬五段七亞段():灰色中厚層狀白雲巖灰巖夾白雲巖，或與白雲巖互層。玉9井存在幾層薄層硬石膏。10 ~ 23m厚。測井曲線特征:低聲速和低伽馬。
5)馬五段6亞段(O):主要為巖鹽層和鉀巖鹽層。巖性主要為無色、淺灰色、淺褐色、褐色、紅褐色石鹽，夾硬石膏、泥質白雲巖、白雲質泥巖。在玉9井、脛1井和鎮川1井發現了含鉀石鹽。鹽盆地的北部和南部逐漸變成泥質白雲巖和含硬石膏的白雲巖。西南部的山15井揭示該亞段與硬石膏和白雲巖互層。東部毗鄰鹽盆地的柳林、襄汾，以及太原西山、河北邢臺、邯鄲地表均可見溶鹽角礫巖。鹽盆地最厚的地方是鎮川1井。厚度壹般為35 ~ 176 m，該亞段中上部可見數層夾有薄玻璃屑的凝灰巖。測井曲線特征:高聲速、低伽馬。
6)馬五段第五亞段():灰色、深灰色、灰黑色厚層泥晶灰巖、微晶灰巖，局部夾泥質白雲巖。1井遇到厚層白雲巖夾泥質白雲巖。該亞段巖性單壹，厚度穩定，可作為華北地區的標誌層。厚度壹般為13 ~ 31m。測井曲線特征:聲速線是直的。在該亞段的上部，於9井和山K 1井有壹個小峰。自然伽馬值低且平坦。
7)馬五段四段():灰色、淺灰色巖鹽夾數層泥質白雲巖和薄層硬石膏。陜西省1井可見壹薄層含鉀石鹽。於9井在2293.60 ~ 2293.90米處發現泡沫凝灰巖。該亞段在渝9井和綏1井較厚，但在震川1井及其以北地區尖滅。壹般為14 ~ 67m厚。測井曲線特征:聲速線高，有三個低峰。低峰泥質白雲巖或硬石膏。自然伽馬射線呈鋸齒狀，突出的峰值正好與聲速曲線相反。
8)馬五段三亞段():主要由灰色泥質白雲巖、泥灰巖組成，夾白雲巖、白雲巖。玉5井、玉11井、玉13井為灰巖或泥灰巖。7 ~ 30m厚。測井曲線特征:自然伽馬曲線呈指狀，鋸齒高，聲速低，中間夾有1 ~ 2個峰。
9)馬五段第二亞段():灰色薄-中白雲巖夾薄層白雲巖泥巖，部分井以灰巖為主。厚度2 ~ 12m。測井曲線特征:聲速小，呈之字形。
10)馬五組壹段():灰色白雲巖夾灰巖，部分井夾灰巖、泥灰巖。白雲石通常呈角礫巖狀。在Shank的1井發現硬石膏薄層或硬石膏假晶。馬六段缺失區域，剩余厚度3 ~ 30m。風化殼壹般在頂部發育。該段地層在鹽盆地大部分地區與上覆中石炭統本溪組呈假整合接觸，北部與上石炭統太原組呈假整合接觸。測井曲線特征:低聲速和低伽馬。
(6)馬6段(O1m6)
淺灰色-深灰色厚層狀泥質粉砂質灰巖，局部有藻類和蟲跡，局部有白雲石化現象。該剖面在北緯38°以北地區被剝蝕，僅在華北中部保存。其中太行山南段剩余厚度最大，範圍為80 ~ 120m..鹽盆地中僅余11井、燕1井、山15井有殘留，最大厚度19m。
上覆地層為中石炭統本溪組，巖性為灰黑色炭質泥巖夾煤層。