图2.1 鄂尔多斯盆地构造示意图
一、区域地层系统
鄂多斯盆地内部主要为单斜构造，这一构造特点在陕西黄土高原内部尤为明显。陕西黄土高原的东南部为铜川复背斜的一翼，地层大体向北西缓倾；而在陕西黄土高原的中部和北部，地层由东向西缓倾，被石油地质部门称之为陕北斜坡带。
陕西黄土高原属华北地层区，跨两个地层分区：陕甘宁盆地地层分区和陕甘宁盆缘地层分区，区内出露的地层有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。以陆相中生代地层及第四纪黄土最为发育，缺失志留系和泥盆系。区内大部分地区被厚层黄土所覆盖，只有在南部的一些山地、东北部的府谷、神木一带和区内的一些深切沟谷中，出露着不同时期的地层。奥陶系仅出露中统海相灰岩。石炭系有中、上统，为海陆交互相沉积之灰岩、砂页岩，含煤、铁、铝土矿等。二叠系及三叠系下统为湖泊、沼泽相含煤砂泥岩沉积，及河湖相红色碎屑岩。三叠系中、上统至白垩系在区内的一些地段连续出露，以内陆河湖相为主，部分为内陆盆地边缘山麓堆积。三叠系中、上统为红色砂泥岩及灰绿色含煤、油页岩及少量火山碎屑之砂泥岩。侏罗系由红色砂泥岩、煤系地层，过渡为含泥灰岩、油页岩的红色砂泥岩及砾岩。白垩系仅有下统志丹群，为红色砂岩、砾岩、泥岩及少量泥灰岩，第三系为河湖相含石膏的红色碎屑沉积。第四系以黄土为主，另有零星的河流、仲积、洪积、湖相等沉积。
按照由老到新的时间顺序将该区地表出露的各时代地层分述如下：
(一)古生界(Pz)
1.奥陶系(O)
(1)上马家沟组(02m)
主要出露在府谷北海子庙一带，沿黄河河谷分布。岩性主要为深灰色中厚层至块状灰岩和灰黄色泥质灰岩。未见下界。
(2)桃曲坡群(Q2-3，tq)
仅分布在本区南部的铜川、耀县一带。为混合相沉积。岩性为灰黑、深灰色，局部为黄褐色的灰岩、礁状灰岩、泥质灰岩及钙质页岩，富含头足、笔石、珊瑚、腕足、腹足等化石，厚435米，横向变化不明，目前将此套地层暂定为中、上奥陶统。
2.石炭系(C)
(1)本溪组(C2 b)
仅在府谷上马家沟组灰岩之上有小面积出露；另外，在延长、富县地区井下也可见到，岩性为海陆交互相的砂岩、泥岩及铝土质页岩，厚13～23米。本溪组与下伏的马家沟组灰岩之间，为假整合接触。
(2)太原群(C3，ty)
在府谷上马家沟组灰岩出露的地段，太原群沿黄河两岸成条带状分布。岩性主要为海陆交互相的煤系地层，由灰白色砂岩、深灰色页岩、煤层、油页岩和炭质页岩组成，中夹二层海相灰岩和一层海相页岩，底部为厚约5～9米铁铝岩。含动物及植物化石。当缺失本溪组时，直接假整合于奥陶系之上，总厚124.5～128.5米。
铜川、耀县一带，太原群直接假整合于桃曲坡群之上。太原群是渭北煤田的主要含煤地层之一，为海陆交互相沉积。岩性主要有灰黑、黑色泥岩、砂质泥岩及石英砂岩，夹可采煤层及海相灰岩、钙质泥岩。在泥质岩中含大量植物化石。灰岩及灰质泥岩中含较丰富的蜒及腕足动物化石。铜川漆水河边，太原群的厚度为21米。