砂岩中的碎屑组分主要来源于母岩机械破碎的产物，是反映物源母岩性质的重要标志。在前人工作的基础上，选用不同的参数，结合水系与相带的展布，与周缘可能源区母岩类型特征做一对比，是进一步判断物源区位置与方向有效的方法。
对主要油层组砂岩大量的镜下鉴定资料统计，砂岩绝大多数按裴蒂庄（Pettijohn,1975）分类属长石砂岩类，其成分在盆地北—东北部与盆地西—西南部有明显不同。盆地北—东北部地区长石含量一般高达50%以上，而石英含量较低常在259%～30%；盆地西—西南部石英多在40%以上，而长石含量却较低，一般在21%～32%（表6.5、表6.6），表明它们来自不同的物源区。
6.1.3.1 碎屑石英矿物
石英作为碎屑岩的主要造岩矿物，化学性质稳定，抗风化能力强，标型特征最易保存，也是储存母岩信息最灵敏的一种矿物。据镜下观察和分析，可发现其两大特征。
表6.4 盆地周缘露头区延长组砂岩古流向测量数据
表6.5 盆地北—北东部长2、长6油层组砂岩矿物成分（ws/%）
表6.6 盆地西西南地区砂岩矿物成分（ws/%）
（1）盆地北—东北地区石英矿物特征
石英颗粒多是等粒或长轴状，单晶—多晶，石英表面常见微裂纹，具波状消光，并见有石榴子石、锆石和磁铁矿等包裹体；多晶石英呈长轴不规则镶嵌状多见；再轮回石英相对较少。恢复母岩恰与盆地北缘阴山古隆起古老变质系中石英碎屑对比。
阴极发光是追索陆源碎屑母岩性质的重要方法之一，尤其是碎屑岩中的石英反映不同物源区的母岩更为灵敏。据米尔曼（Millman,1976）采集世界各地不同时代的岩浆岩、变质岩和变质沉积岩等岩类中的石英作系统的阴极发光特征分析表明，来自岩浆岩、高级变质岩类中石英蓝色或蓝紫色光，来自低级变质岩类中石英发棕或棕红色光，沉积岩中石英不发光。根据岩样分析表明（表6.7）：安塞与志丹—靖边地区石英全为棕红、棕黄色，至于西部盐池—大水坑一带，参照谢庆邦等（1988）研究（图6.3），石英阴极发光以棕色为主，蓝或蓝紫色并占较大比重。上述阴极发光分析，可大致得出的结论：一是长6期的物源母岩主要是变质岩类提供；二是不同三角洲体的变质岩类母岩是有差别的，安塞、志丹—靖边、吴起三角洲物源主要为高级变质岩系或高、中级变质岩系的物质供应；而安边三角洲体物源主要为中高与中低级变质岩系供应；西部盐池—定边三角洲体物源主要由中低级变质岩系，而高级变质岩系也占较大比重共同提供。上述特征与盆地北缘阴山古隆起所作的分析结果相似，并呈较好对应。
表6.7 鄂尔多斯盆地北—东北部长6段油气层组石英阴极发光分析
（2）盆地西—西南地区石英矿物特征
再轮回石英分布普遍，如镇49井（长8段）、耿8井（长（4+5）段）和张15井（长6段）砂岩中尤为常见，表现为石英颗粒外周有次生加大边，加大边缘并多见明显磨蚀；碎裂石英也是常见到的一种，表现为颗粒具微裂缝，而这些微裂缝又多为晚期硅质填补或弥合，有些裂缝含条带状次生气液微包体，破裂愈合往往不切穿颗粒，表明在沉积前就已经形成（杨友运等，2003）；第三种常见的石英颗粒为多晶石英，其晶粒间多是缝合状接触，各晶粒大小相近，形状是等轴状，无定向排列，这种类型在西峰一带长8段油层组中尤为常见。第四种石英颗粒广泛分布在木钵、上里塬和环县一带的长8段与长6段油层组砂岩中，其形态呈矛头状、鸡骨状，反映火山碎屑岩中石英斑晶的特征。
图6.3 盆地北—北东部延长组石英阴极发光特征变化示意图
（据谢庆邦，1988）
上述石英颗粒中几种常见的标型特征恢复其母岩，可分别为前延长组碎屑沉积、受强烈构造活动或较强构造应力作用下的古老岩系，海西—印支期的花岗岩体，以及古老变质岩－变质火山岩系。以这些母岩与其盆缘古陆母岩特征对比，并结合古水系方向，判断其主物源应是盆地西—西南缘古隆起供给。
6.1.3.2 碎屑长石矿物
长石主要来源于岩浆岩和变质岩。长石可分正长石系列（钾长石、微斜长石）和斜长石系列两大类，一般来自岩浆岩的斜长石成分连续较好（如更长石An=10～30），而来自变质岩的斜长石成分跳动较大或不连续。用碎屑长石追索物源，主要应分析长石的成分，类型以及研究双晶类型与特征。碎屑岩中长石与石英相比是相对不稳定矿物，它只是有在物理风化为主，搬运距离近或快速堆积的条件下才有利于保存。
（1）盆地北—东北部地区长石矿物特征
包括甘泉、安塞、志丹—靖边、吴起、安边和盐池—定边一带的广大地区，尽管不同油层组有差别，但长石含量均具碎屑矿物成分的首位，一般含量为48%～59%，与石英含量之比在1.6∶1～2.5∶1之间。经薄片鉴定与电子探针分析，长石种类以斜长石为主，其次为钾长石，它们的含量比值为2∶1～3∶1。
斜长石具体可分基性斜长石（An> 30）和中酸性斜长石（An= 15～30），前者主要分布在盆地东北的神木、佳县和榆林一带；后者占据盆地北—东北部安塞—盐池—定边广大地区（表6.8）；斜长石中钙长石成分（An），既有连续分布的类型，也有间断型的，但间断型的较多；斜长石的双晶纹由于颗粒较细，并受搬运磨蚀多难观察，但据少量长石颗粒统计双晶纹相对较宽，并见有双晶错层和弯曲现象。电子探针分析表明，斜长石成分中仍有相对较高CaO，而Na2O含量甚低（表6.9），大致属中—更长石一类。上述特征可与盆地北缘阴山古陆的变质岩系母岩矿物成分对比（表6.2），物源应是北缘古陆通过各古水系供应。
表6.8 盆地内长6段/长8段砂岩中轻矿物岩屑组分组合分布特征
表6.9 盆地内长6段、长8段砂岩中斜长石成分电子探针分析表
（2）盆地西—西南地区长石矿物特征
本地区包括旬邑—宁县、汭水河—西峰、庆阳、平凉—镇原—木钵一带，长石含量明显降低，而石英含量上升到首位。薄片鉴定表明，长石以中酸性斜长石为主，其次为钾长石（表6.8），其分布除旬邑－宁县地区较高外，其他地区长石含量均较低；电子探针分析，斜长石的成分中CaO成分极低而Na2O明显较高（表6.9），当属中酸性斜长石类中高钠质斜长石或钠长石（An=0～10）。斜长石成分特点明显更偏酸性，与盆地北—东北部地区斜长石中钙长石成分较高明显不同，但其化学成分特征却与西—西南缘关山花岗岩体斜长石成分相似（表6.3）。由此推断物源应由盆地西—西南缘古老变质岩系和海西—印支期花岗岩体作为主要供应。
6.1.3.3 岩屑成分
岩屑是母岩风化后直接被带入盆内的碎屑物，较之其他碎屑矿物保持原岩特征，是判断物源方向、母岩性质最直接的证据。
但是由于各类母岩的成分、结构和风化稳定程度等存在显著差异，所以经风化，搬运至盆地的岩屑含量变化极大，只有最稳定的母岩屑才有最大几率保存。
（1）盆地北—北东部地区岩屑成分特征
经薄片鉴定与统计，本区以长6段和长2段油层组为主的砂岩中岩屑含量为15%～18.6%，岩屑成分以变质岩为主，火成岩与沉积岩屑较少。变质岩屑既包括板岩、千枚岩，片岩和变质粉砂岩等中－低级变质岩屑，也包括以石英岩，长英岩为主的高级变质岩屑，而中基性岩屑仅在佳县—榆林一带较多；火成岩岩屑以酸性喷出岩屑多见；另外，在吴起地区和盐池—定边地区见有白云岩屑，虽含量不多，但普遍出现（表6.8）。上述特征恢复其母岩区主要分布在北—东北部的伊盟隆起区，内蒙古隆起区，至于吴起—盐池、定边地区可能由盆地西北缘阿拉善古陆提供部分物源与北缘物源混合作用的结果。
（2）盆地西—西南地区岩屑成分特征
根据油层组长6段—长8段砂岩镜下鉴定、统计，本区岩屑的含量为14%～24%（表6.10），不同的分区含量变化较大。岩屑成分主要由变质岩屑（10.8%～15%），火成岩屑（4%～8.2%）、沉积岩屑（0.5%～6%）组成，其中变质岩屑明显占优势，常见的岩屑成分变质岩有千枚岩、片岩和石英岩，火成岩为酸性喷出岩、隐晶岩和少量的花岗岩，沉积岩岩屑主要为白云岩与少量的粉砂岩。上述岩屑成分与盆地北部、东北部地区相比，碳酸盐岩碎屑普遍较高，（图6.4），而偏基性的变质岩屑很少，说明它们不同属一个物源区；但与盆地西—西南缘古隆起的变质岩系、前晚古生代碳酸盐岩地层、岩体母岩相似，判断碎屑物主要由盆地西－西南缘的古隆起作物源区提供。
6.1.3.4 稀土元素对物源区的识别与判断
稀土元素含量及有关比值不仅可以用来分析与判断沉积岩形成的构造背景，而且也可用于物源分析。
近年来，长庆油田研究院宋凯等（2001）根据稀土元素固有的地球化学特征，采用盆地北—东北部地区长6段油层组砂岩、泥岩样品作稀土元素分析，并与盆地北—东北缘古陆的变质岩系中的稀土元素分析数值，通过标准化和分配模式的对比，结果表明盆内长6段油层组沉积物的地球化学特征及稀土元素分配模式曲线与盆地北—东北缘的古老变质岩系有较大的亲缘关系（图6.5），判断盆地北—东北区延长组沉积物的物源来自盆地北—东北缘。
表6.10 鄂尔多斯盆地西南地区长6段—长8段砂岩碎屑含量（ws/%）统计表
（据杨华等，2003，修改）
图6.4 不同地区长8段砂岩岩屑、碳酸盐岩屑含量分布频率
（据自杨友运等，2003)
图6.5 盆地北—北东部延长组砂岩稀土元素分配模式
（据宋凯，2002)