晚三疊世鄂爾多斯盆地周緣存在多個古隆起，包括北方陰山古隆起以及西北緣阿拉善古隆起，南部的祁連－秦嶺古陸及西南隴西古陸等，組成古陸的基巖都是盆內碎屑物的主要來源（圖6.1）。
6.1.1.1 北—西北緣陰山古陸和阿拉善大陸
這些古陸亦稱阿拉善隆起，陰山古陸鄰近盆地北緣具體又稱鄂爾多斯隆起及其以北的內蒙古隆起區。它們在地史演化中隆起時間長，並在晚三疊沈積時除鄂爾多斯隆起部分接受沈積外，絕大部分為地勢較高的古隆起區。
（1）古陸隆起演變歷史和古老地層發育狀況
阿拉善隆起（俗稱阿拉善地塊）由新太古代和古元古代等組成的結晶基底後，在演化歷史中，壹直處於隆起狀態，古生代僅在南北鄰海槽地區發育；中、新生代僅在隆起背景上有不少中生代小型盆地發育，是古生代以來不同時期重要的古陸區。內蒙古隆起在鄂爾多斯隆起以北，呈東西向橫亙分布，由太古宇、古元古界和中元古界等組成的古老變質巖系，厚達數萬米，並從新元古代開始至三疊紀該區壹直處於隆起狀態，僅在隆起南部邊緣有零星的寒武系－奧陶系及石炭系－二疊系分布，構成規模巨大的古陸區；此外，在隆起區伴隨隆起有加裏東期、海西期和印支期酸性和基性巖漿侵入和火山噴發活動；隆起之上並發育較多的中、新生代小型陸相碎屑巖盆地。內蒙古隆起之南的鄂爾多斯隆起區，古生代以來基本處於隆起狀態，各時代地層在本區變薄或缺失，沈積總厚僅1km～2km，在隆起東北隅即烏蘭格爾壹帶，古老變質巖系長期出露地表，形成古陸；同時鄂爾多斯隆起區尤其是南緣，也是不同時代地層向北尖滅減薄的指向區，具各時代地層尖滅線（圖6.2）：中、新元古界地層尖滅線分布在太原以北，杭錦旗和烏海的北側；寒武紀-奧陶紀地層鄂爾多斯在隆起北部缺失，缺失線呈向南凸出的弧形，大體位於百眼井-鄂爾多斯壹帶；晚古生代太原組，山西組下石盒子組和石千峰組的尖滅線在杭錦旗、鄂爾多新以北，達拉特旗、托克托以南地帶，向西延伸至伊1井、伊2井地區；中生代三疊紀延長組尖滅線位於烏蘭格爾隆起頂部東西壹線，即在偏關、柳溝、哈賴川、圖格魯到烏加廟壹線或稍向北，其依據是這壹帶普遍發育邊緣相礫巖，且延長組超覆在老地層之上厚度減薄，甚至缺失（如黃坑2井、伊11井）。
圖6.1 周緣結晶基底露頭分布圖
（據湯錫元，1993）
圖6.2 盆地北緣不同時代地層尖滅線或殘余界線位置圖
由上述可見，北緣地區是長期繼承性的隆起區，出露巨厚的古老變質巖系，是各時代的地層尖滅線或相變帶的指向區，為延長組沈積時的提供物源最主要的古陸區。
（2）北、西北緣各時代古老變質巖系輕重礦物組合與特征
晚三疊世延長組沈積時，為沈積盆地北、西部提供物源的古陸，主要是由各時代古老變質巖系組成的北緣（包括東北緣、西北緣）古隆起區。為進壹步與延長組沈積區碎屑礦物的對比，根據野外與室內的觀察與研究，並充分綜合前人有關成果（崔文元，1982；閻月華， 1983；王凱怡，1983；董啟賢，1984；林寶玉等，1984；靳是琴等，1985；盧良兆等，1992;湯錫元等，1993），將北緣不同時代古老變質巖系主要輕重礦物組合及其化學與標型特征歸結如下。
集寧群（Ar1-2）
下巖組麻粒巖系：主要由淺色麻粒巖和紫蘇斜長花崗片麻巖、暗色角閃二輝麻粒巖、輝石斜長角閃巖及含輝石、角閃石或石榴子石的黑雲母斜長片麻巖和含輝石淺粒巖組成，系經受中－深度變質作用，先後又有中基性和斜長花崗巖石侵入，普遍受不同程度混合巖化的變質雜巖。主要造巖礦物為斜方輝石、斜長石（常為反條紋長石）、正條紋長石和石英，其次為單斜輝石、角閃石和黑雲母等。其中常見副礦物為鐵鋁石榴子石、鎂鋁石榴子石，其次為榍石、鋯石和磁鐵礦等。
上巖組孔茲巖系：巖性為矽線石榴鉀長（二長）片麻巖長英質粒狀巖石、鉀質花崗巖及少量麻粒巖、大理巖和鈣鎂矽酸鹽巖等。主要造巖礦物石英、條紋長石、酸性斜長石、石榴子石、矽線石，其中常見的副礦物有榍石、黑雲母和磁鐵礦等。
麻粒巖系、孔茲巖系中典型礦物有石英、長石，石榴子石，輝石等，其特征如下。
石英：多已重結晶，顆粒間呈鋸齒狀和似花崗結構，少量變形石英具核幔結構；光性異常，有壹軸晶或變為二軸晶.2V可大至17°，具波狀消光式類似斜長石雙晶的、明暗相間的海變條帶；陰極射線發生藍色光。
長石：麻粒巖中主要由斜長石和反條紋長石組成，An含量與麻巖成分有關，如基性中斜長石An40～50；而中酸性中斜長石壹般為An32～40；反條紋長石占長石總量的1/3～2/3，斜長石中鉀長石條紋形態有微細脈狀、細脈狀、棒狀和不規則狀。片麻巖和變粒巖中長石壹般由酸性斜長石條紋長石組成，條紋長石和斜長石的比例隨巖石類型不同其含量變化很大；條紋長石成因既有出溶作用的產物，也有交代作用形成。
石榴子石：為孔茲巖系主要造巖礦物，而麻粒巖系僅局部出現。石榴子石常呈拉長、壓扁、定向排列，為紅－褐紅色。其化學成分以鐵鋁榴石和鎂鋁榴石端元分子占優勢，鈣鋁榴石端元分子很低（表6.1），即它的成分最大特點是CaO 含量極低、含鐵度變化不大，且它的CaO和MgO與寄主巖石的同名成分為正相關。
表6.1 不同時代石榴子石化學成分
暗色礦物輝石、角閃石和黑雲母；輝石在麻粒巖中主要為斜方輝石中的紫蘇輝石和單斜輝石中的普遍輝石，兩者基性和中性麻粒巖中經常***生，且前者具明顯的多色性；角閃石，主要出現在基性麻粒巖中，鏡下觀察與單斜，斜方二輝石是***生關系；黑雲母，呈扭曲狀，鏡下觀察可見與斜方輝石是***生關系，且以Ng=Nm為紅褐色多色性為特征。
烏拉山群（Ar3）
烏拉山群為壹套片麻巖、角閃巖、變粒巖和大理巖組合夾有石英巖，並經很強的混合巖化和變質作用的雜巖系。
主要造巖礦物有石英、長石、淺閃石、輝石、黑雲母，次要礦物有石榴子石、堇青石、磁鐵礦等，其中常見副礦物有鋯石、金紅石和磁鐵礦等。
上述主要典型礦物特征如下。
石英：它是組成長英巖、片麻巖和石英巖等的主要造巖礦物，石英顆粒多已重結晶、粒級較粗，呈鋸齒狀和似花崗結構，具波狀－條帶狀消光，呈現壹軸和二軸晶（2V角小）；陰極射線下呈現藍－藍紫色。
長石：包含有斜長石和堿性長石。斜長石成分可由光學法，X射線衍射和電子探針分析（閻月華，1983），除該群下部斜長角閃巖－斜長角閃片麻巖有An30～38號中長石外，其余皆為酸性斜長石，An＜17；並在下部混合花崗巖中的片麻巖殘體和角閃斜長片麻巖中都有反條紋長石，條紋細、規則整齊，可能是出溶的產物。堿性長石多為條紋長石，其礦物的***生組合為：石英＋磁鐵礦＋透輝石＋堿性長石。
暗色礦物角閃石，輝石和黑雲母：角閃石屬淺閃石類並多與紫蘇輝石和磁鐵礦***生；輝石有單斜輝石和斜方輝石兩種，其中單斜輝石以透輝石分子為主，鏡下呈淡綠色，具弱多色性或無色，C∧Ng=38°～41°＋2V=50°～64°，而斜方輝石為紫赤輝石，多色性Ng為淡綠、Np為淡紅，平行消光－2V=50°；黑雲母呈鮮艷的棕紅色（Ng=Nm），其顏色與鈦的含量有關，TiO 2含量越高，顏色則越紅，變質程度推測屬麻粒巖相區。
石榴子石：石榴子石在烏拉山群包括千裏山群是分布較廣的壹種礦物，壹般顆粒粗，呈變斑晶產出，石英包體也較多，呈篩狀結構，其化學成分特點是鈣組分低，錳含量也低，鐵、鎂含量高（表6.1）屬鐵鋁榴石－鎂鋁榴石系列，從組成分子看，以鐵鋁榴石分子為主，鎂鋁榴石分子次之。
堇青石：主要形成在千裏山群（Ar3）上部與石榴子石、黑雲母和矽線石等礦物***生，其化學成分含鎂量高，表面蛇紋石化強烈，並在堇青石中呈網脈狀，蛇紋石化的殘余部分，可見多色暈的包裹體。蛇紋石化和多色暈的包裹體構成本區堇青石鑒定的主要特征。
阿拉善群（Ar3—Pt1）
下阿拉善群，其巖性特征、變質程度和標誌層系均可與烏拉山群相當。它所形成的主要造巖礦物如石英、長石、輝石、角閃石、黑雲母和石榴子石組合，以及所伴生的副礦物成分也基本相同。
上阿拉善群（Pt1），其巖性主要由變質碎屑巖、碳酸鹽巖及少量火山巖組成。它所形成的主要造巖礦物為石英、長石、方解石、白雲石和少量雲母、綠泥石等組成。
色爾騰山群和二道凹群（Pt1）
色爾騰山群 ，下部由混合巖化片麻巖，混合巖和片巖等組成，中部主要由殘斑狀片巖和綠片巖組成，上部主要由角閃斜長片巖和閃長巖組成；二道凹群 ，下巖組為綠片巖組，中巖組為大理巖夾片巖組，上巖組為夾大理巖組。兩群中巖石多數表現出中級變質程度的綠巖建造的特征。
經分析，上述各類巖石所包含的礦物成分特征如下。
主要礦物石英、酸性斜長石、微斜長石和角閃石、黑雲母，次要礦物為輝石等，副礦物常見粒狀榍石、石榴子石等，該組合主要出現在混合巖化片麻巖、混合巖類型中。
主要礦物綠泥石、簾石類礦物及陽起石、鈉長石和石英，次要礦物絹雲母、中酸性斜長石，副礦物有榍石、磁鐵礦等。該礦物組合典型的代表上述兩群中廣泛分布的綠片巖相。
其中綠泥石呈片狀或鱗片狀，顯淺灰綠色，硬度較低具完全的｛001）片狀解理為特征；簾石類礦物，實際上包括黝簾石（Ca2Al3[Si2O7]O(OH）、斜黝簾石（Ca2Al3[SiO4][Si2O7]O (OH)）和綠簾石（Ca2(Al·Fe)3[SiO4][Si2O7]O (OH)）等壹系列相互類質同象系列礦物，它們的區別要靠晶系、光性數據來確定，經部分樣品分析鑒定，本區主要還是綠簾石礦物，其顏色為黃綠色、綠色，晶體為沿b軸方向的柱體、針狀，柱面上見有縱紋，｛001｝壹組解理發育，部分或大部分呈集合體粒狀或塊狀，並與陽起石、鈾長石和石英***生；酸性針長石，鈣分子An為10～25，但在角閃斜長片巖中，斜長石中的An達30左右，已明顯增高；陽起石，呈淺灰綠和綠色，大多數呈放射狀或纖維狀的集合體，局部見長柱狀體，偶見兩組解理，交角為56°，榍石，呈無色和淺玫瑰紅色，多以粒狀出現，少數呈“信封狀”外形。
方解石、白雲石礦物組合，並見有石英、陽起石、簾石類礦物，典型代表二道凹群中、大理巖夾鈣質雲母片巖或片巖夾大理巖石特征。
渣爾泰群和白雲鄂博群
渣爾泰群 主要由變質礫巖、石英砂巖、石英巖、含疊層石結晶灰巖、白雲巖、片巖、千枚巖、板巖和中基性火山巖組成；白雲鄂博群 ，其巖石組合與渣爾泰群基本相似。均屬低級變質作用的產物。
上述兩群主要礦物成分由石英組成，其次由長石、方解石、白雲石、白雲母、黑雲母等礦物成分組成。
值得註意的是，在白雲鄂博群中含有著名白雲巖型磁鐵礦床，在礦床中稀土成分（La、Cc、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Yb）的富集，與氟碳鈰礦、獨居石、燒綠石、磷灰石和螢石等副礦物有關。這些礦物的稀土成分是受礦物的結晶化學和母巖（原礦石）的稀土元素地球化學所制約的，特別是在礦物結構中，稀土離子的配位數對稀土元素的賦存或少受地質環境的影響具有十分重要的意義（王凱怡，1983）。
通過以上對盆地西北緣不同時代的古老變質系的分布及形成古陸時期分析，可以得出這樣的結論：北緣包括狼山（阿拉善地塊）、烏拉山、大青山和陰山，南到集寧—呼和浩特地區分布的不同時代古老變質巖系，從新元古代至三疊紀—侏羅紀是長期、繼承性的古陸，也是三疊紀沈積不同時代地層沈積的厚度變薄帶，地層尖滅帶或巖相突變指向區，構成晚三疊世沈積時主要物源供給區；對北緣不同時代古老變質巖系巖石類型及其輕重礦物組合和典型特征進行了較詳細分析（表6.2），將有助於延長組沈積區陸源碎屑物的巖屑、輕重礦物組合的特征對比，以便進壹步確定物源方向、母巖性質提供直接證據。
表6.2 鄂爾多斯盆地北緣古老變質巖系母巖類型與可提供的陸源碎屑組分特征
6.1.1.2 南—西南緣祁連－秦嶺古陸和隴西古陸
這些古陸具體指北秦嶺造山帶、隴西－關山古隆起和平涼－海源古隆起等（張國偉等， 1988；楊友運等，2003）。
（1）組成古隆起的巖系時代與主要巖石組合
北秦嶺構造帶主要有古元古代秦嶺群、中元古代寬坪群和新元古代—早古生代丹鳳群以及二郎坪群。其中秦嶺群主體由黑雲母斜長片麻巖、鈣矽碳酸巖和石墨大理巖組成；寬坪群主要由拉斑玄武巖和斜長角閃巖、綠片巖以及石英片巖組成；丹鳳群為變質火山巖系，以變質玄武巖為主，其次是中性安山巖類；二郎坪群為變火山－沈積巖，除拉斑玄武巖和堿性玄武巖系列外，還有中酸性火山巖以及大量碳酸鹽和矽質巖；另外在早古生代還有晚海西—印支期的花崗巖體侵入。隴西－關山古隆起，其巖性特點既有元古宙的黑雲母石英片巖、含透閃石英片巖、黑雲母片麻巖、英安玢巖、流紋斑巖、加裏東期的角閃花崗巖、二雲花崗巖、印支以前的花崗巖體，也有下古生界的海相碳酸鹽巖以及上古生界的河流湖泊相碎屑沈積巖。平涼－海源古隆起位於平涼西北，呈北西—南東向分布，巖性由軸部的前寒武紀海源群的鈉長白雲母石英片巖、含雲母大理巖、綠簾綠泥片巖，奧陶系陰溝群白雲母石英片巖、鈉長綠簾陽起片巖，加裏東期花崗長英巖以及古生代碳酸鹽巖組成。上述古隆起靠近盆地邊緣壹側主要以斷層帶方式相接，並在下盤形成巨厚的延長組粗粒沖積扇或礫質辮狀扇體，其中崆峒山—華亭壹帶在高角度逆沖斷裂帶下降盤形成的巨厚的礫狀扇體就是典型壹例（柯保嘉，1988）。這些粗粒延長組扇體，既是早三疊世盆地西南的沈積邊界，也是接受古隆起物源的直接指向。
（2）西南緣古隆起提供的物源成分主要特點
西南緣古隆起組成古隆起的不同時代層系或巖體的主要巖石組合，它所提供的物源成分與盆地北—西北緣古老地層所提供的物源成分比較，有以下3個突出的特點。
1）巖屑成分明顯變化。深度變質的巖屑和中基性巖屑，諸如麻粒巖、片麻巖、角閃巖、花崗片麻巖和基性巖明顯減少，且主要在南緣地區；相對看，各類片巖、千枚巖、火山巖巖屑以及中下古生界的碳酸鹽巖巖屑含量增加，並上升到主體位置。
2）主要造巖礦物石英、長石出現明顯的趨向。盡管石英出現的類型與北緣基本相似，但經不完全的母巖成分統計，受強裂構造應力效應的碎裂石英、沈積再輪回石英和源自花崗體和多晶石英所占比例明顯增高；長石類型中中酸性斜長石為主，含量高，另據關山花崗巖體測試（楊友遠等，2003）應屬高鈉質中酸性斜長石（表6.3）。
表6.3 關山花崗巖體中斜長石組分含量（ws/%）分析表
3）由於盆緣可能提供物源的母巖性質差異，即西南物源區明顯有中高變質和花崗巖特征，反映在重礦物組合上也不盡相同。目前雖缺少對母巖的直接分析，但從鄰近源區主要油層組發育的砂體分析，其重礦物組合具有相對高的鋯石、電氣石、石榴子石、金紅石和硬綠泥石特征（楊華等，2003）。