蘭州區(qū)域地質(zhì)環(huán)境

1、蘭州市區(qū)域地質(zhì)環(huán)境2.1 大地構造蘭州位于祁連褶皺系中祁連加里東褶皺帶的東部霧宿山隆起帶皋蘭山隆起帶內(nèi)，區(qū)內(nèi)新構造運動活動時間長、范圍廣、升降幅度較大，表現(xiàn)形式多樣，繼承性強。第三紀以來包括褶皺、隆凹、斷陷和斷裂等的活動構造相對活躍，差異性快體升隆運動與間歇性上升更趨明顯。繼燕山晚期在本區(qū)東北部形成一組北北西向的褶皺后，中部北北西向寺兒溝斷裂轉變?yōu)閿D壓型，北西西向金城關斷裂和宋家溝斷裂轉變?yōu)橐龔埿蜑橹?，形成了地塹型蘭州斷陷盆地，斷陷最深處達2400m。區(qū)內(nèi)新構造運動主要類型有北西西、北北西和北東向線型構造。本區(qū)的活動斷裂主要有金城關正斷層、沙金坪正斷層、劉家堡正斷層、東崗鎮(zhèn)斷裂、梁家灣正斷層和

2、宋家溝沖斷層等20條。2.2 地層巖性根據(jù)區(qū)域地層的劃分方法，蘭州市區(qū)出露的地層屬祁連地層區(qū)，分屬于拉脊山地層分區(qū)和中祁連地層分區(qū)。蘭州市區(qū)出露的地層在較小的范圍內(nèi)涉及了多個地層分區(qū)和地層小區(qū)，老地層出露零散，地層發(fā)育不全。區(qū)內(nèi)出露的主要地層有：前寒武系地層，中一上奧陶統(tǒng)與上三疊統(tǒng)地層，侏羅系地層、下白堊統(tǒng)地層、第三系、第四系和侵入巖體等。其中，第四系黃土，下白堊統(tǒng)和第三系紅層分布最為廣泛。前白堊系地層巖性較完整，質(zhì)底較堅硬。一、前寒武系皋蘭群：主要分布于蘭州十里店和桑園子一帶，沿黃河北岸及其支溝內(nèi)出露。地層主要為一套海相泥、砂質(zhì)沉積地層。由于經(jīng)受了多期區(qū)域變質(zhì)和巖漿活動及構造復合作用，致使巖

3、石變質(zhì)程度較深、巖體相對破碎，巖性主要為片巖，次為片麻巖、變粒巖和石英巖等。二、中一上奧陶統(tǒng)霧宿山群：主要分布于西固城南的霧宿山區(qū)，巖性種類包括基性火山巖、碎屑巖和硅質(zhì)巖。巖石普遍遭受的變質(zhì)程度較低，呈北西西向展布，向南南西向陡傾斜，與中生界呈斷層或不整合接觸。三、上三疊統(tǒng)延長群：分布于窯溝至大干溝一帶，延長群地層呈近東西向展布，向北傾斜，與四周的中一上奧陶統(tǒng)、中一下侏羅統(tǒng)及下白堊統(tǒng)均為斷層接觸。該套地層為山麓相紅色碎屑巖建造，總厚度大于400m。四、侏羅系：侏羅系地層主要分布在窯溝等地，多為零星出露，呈近東西分布，窯街群上、中、下地層有一定的差距。窯街群上部地層為灰黑色炭質(zhì)頁巖夾煤層和褐灰色

4、中厚層砂巖，頂部為灰色厚層細砂巖夾淺灰綠色中厚層粉砂質(zhì)泥巖。窯街群中部地層為暗灰紫色、灰綠色巨厚層含礫粉砂質(zhì)泥巖，偶夾薄層礫巖，向上為褐灰色厚層含礫細砂巖夾少量黃褐色中薄層泥質(zhì)粉砂巖。窯街群下部地層為淺灰綠色，淺紫色，雜色含礫砂巖，黑灰色厚層粉砂質(zhì)泥巖夾黑色薄層炭質(zhì)頁巖、灰綠色含菱鐵礦結核細砂巖。五、下白堊統(tǒng)河口群：主要分布于西固城西部及城關區(qū)東北部，多沿溝谷出露，屬干旱氣候條件下的河湖相紅色碎屑巖建造。巖性主要為砂巖、粘土巖、礫巖，巖層產(chǎn)狀較平緩，形成有短軸背、向斜構造，與中一上奧陶統(tǒng)呈斷層和不整合接觸，與上三疊統(tǒng)、侏羅系為斷層接觸，與第三系為不整合關系。六、第三系：蘭州地區(qū)第三系地層主要分

5、布在黃河以北的李麻溝、沙井驛，鹽場堡、青白石以北的溝谷及黃河南岸的皋蘭山、五泉山、八里窯、黃峪、西果園等地的溝谷內(nèi)。第三系地層與下伏皋蘭群、河口群、加里東中期黑云母花崗巖均為不整合接觸。根據(jù)巖性和地層中所產(chǎn)化石的類型，將第三系劃分為古一始新統(tǒng)西柳溝組、漸新統(tǒng)野狐城組、中新統(tǒng)咸水河組和上新統(tǒng)臨夏組。1 .古一始新統(tǒng)西柳溝組：柳溝組地層下部為桔紅色厚層礫巖，中部為桔紅色塊狀中一細粒砂巖，上部為桔黃色塊狀粘土質(zhì)細砂巖夾桔黃色、桔紅色中一厚層細砂巖、砂礫巖，局部段含有鈣質(zhì)結核。2、漸新統(tǒng)野狐城組：野狐城組地層為淺紫紅色中一厚層粉砂質(zhì)粘土巖夾磚紅色、淺紫紅色粉砂質(zhì)細砂巖，底部為磚紅色含鈣質(zhì)結核砂礫巖，石

6、膏沿層面及裂隙充填。3、中新統(tǒng)咸水河組：咸水河組地層下部為紫紅色，淺紫色粉砂質(zhì)粘土巖、粘土巖夾淺黃灰色，淺紫紅色、灰白色砂巖，偶夾青灰色薄層泥灰?guī)r。底部為灰白色厚層含鈣質(zhì)結核細砂巖，砂礫巖，產(chǎn)哺乳類動物化石；中部為淺紫紅色、微紅色粉砂質(zhì)粘土巖夾少量灰色中層細砂巖；上部為褐黃色、微紅色粉砂質(zhì)粘土巖夾灰白、淺灰黃色中一細粒砂巖。4、上新統(tǒng)臨夏組：主要分布于范家坪、深溝橋、五泉山等地，巖層的出露條件較差，主要分布在陡坎下部。巖性為淺桔紅色或銹黃色泥巖及疏松砂礫巖互層。其中，泥巖較致密、堅硬，砂礫巖結構疏松，具水平層理，礫石磨圓度好，礫石成分主要為石英砂巖和變質(zhì)巖。該層底部為灰綠色砂質(zhì)泥巖和砂巖。七、

7、第四系：受區(qū)域地質(zhì)構造控制，黃河蘭州段河谷盆地內(nèi)第四系發(fā)育較齊全。高差較大的黃河兩岸多級階地及南北兩山地區(qū)的溝谷切割較深，第四系露頭較好。七里河斷陷盆地內(nèi)，巖性為棕褐、醬紫紅色泥質(zhì)礫卵石層，結構致密，礫石顆粒大小不均，磨圓度極差，泥質(zhì)含量較高；五泉山一帶內(nèi)，巖性為一套大厚度的碎石夾亞砂土、亞粘土堆積，近山前顆粒大，向北逐漸變細和夾層增多。一般較疏松，局部距斷層附近和在地下水的作用下膠結較堅硬；南北兩山的高階地,午城黃土沉積厚度大、結構致密、土質(zhì)堅硬；黃峪溝、柳溝河等溝谷地區(qū)大部分以黃土堆積為主。2.3 地形地貌蘭州市地處黃土高原與青藏高原的交匯地帶，位于青藏高原隆起區(qū)的東北邊緣，新構造運動活躍

8、、地殼大范圍上升、重力侵蝕強烈、地形起伏、地勢高亢，山高谷陡，地貌類型復雜，在黃河谷地和南北山區(qū)，由于水流的侵蝕作用，形成了形態(tài)迥異的地貌類型。蘭州市的地形總體上呈北西高，南東低，北岸陡峭，南岸傾斜，根據(jù)地貌的成因、物質(zhì)組成和形態(tài)特征，可將區(qū)內(nèi)的地貌劃分為基巖山地、黃土梁蜀丘陵、河谷和沖洪積平原三種基本類型。一、基巖山地基巖山地主要分布于蘭州市區(qū)的南北兩側，主要為中低山，約占轄區(qū)總面積的65%。市區(qū)西部山地主要有將軍嶺和連城以北大通河兩岸山地，海拔高程一般介于3000-3600m,市區(qū)南部是馬口銜山、興隆山和霧縮山的一部分，海拔高程介于2500-2900m,其中最高峰馬銜山達3670m。市區(qū)東

9、北部的魏家大山、榆中北山等地相對低緩，上覆風成黃土。南北山地溝谷切割深度和切割密度均有差異，北部山地溝谷切割深度和密度小于南部山地。基巖山地區(qū)的共同特點是山峰尖銳，溝谷多呈V”字型，山脊狹窄。二、黃土梁/丘陵區(qū)黃土梁蜀丘陵地貌廣泛分布在蘭州市區(qū)南北兩側地區(qū)，約占轄區(qū)總面積的20%,覆蓋層由不同時期的黃土構成。在蘭州市區(qū)南部以大致平行的南北向黃土梁蜀地貌為主，溝谷發(fā)育，多呈“V”字型，區(qū)內(nèi)落水洞發(fā)育，常呈串珠狀分布，深度較大，是地表水集中入滲地下的重要通道。在黃河北側地區(qū)，黃土梁蜀地貌多為蜀狀地形，呈渾圓狀，溝谷寬緩。三、河谷地貌與沖洪積平原蘭州市區(qū)位于黃河河谷盆地，北岸地形相對陡峭，南岸地形相

10、對傾斜；總體地勢呈北西高、南東低。蘭州段黃河河谷盆地西起八盤峽，東至桑園峽，長約50km,最寬處7.5km,最窄處不足1.0km,平均寬度小于5.0km。黃河南北兩岸階地分布具有不對稱性，黃河河谷階地多發(fā)育在南岸，北岸分布面積小，多呈零星分布。蘭州市區(qū)的階地類型，主要為基座階地。2.4 地質(zhì)構造一、斷裂構造蘭州市位于秦嶺一祁連山構造帶，歷史上曾多次遭受到地質(zhì)構造的影響，發(fā)育有不同性質(zhì)和規(guī)模的斷裂。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料統(tǒng)計，蘭州市區(qū)分布有大、中型斷裂構造37條，其中第四紀以來的繼承性活斷層25條。區(qū)內(nèi)斷裂具有多期性特征，繼承性活斷層多在老構造體系的基礎上發(fā)生、發(fā)展。依據(jù)蘭州市區(qū)線型構造的基本特征，將

11、區(qū)內(nèi)構造劃分為北西西、北北西和北東向3個組。二、斷陷盆地受區(qū)內(nèi)斷裂構造的控制，本區(qū)分布有蘭州、七里河、柳溝河與安寧堡四個斷陷盆地，其中蘭州與七里河斷陷盆地對本區(qū)地下水的排泄和徑流條件具不同程度的影響。蘭州斷陷盆地中的形成于第三紀，分布在西固區(qū)以東地區(qū)，盆地的西界、南界和北界均嚴格的受活動斷裂的控制。由于斷裂活動幅度的差異，致使南側斷陷較深，北側斷陷相對較淺。在寬10-14km的距離內(nèi)，第三系地層沉積厚度相差甚大，反映出盆地內(nèi)差異活動極為懸殊。盆地西部第三系地層沉積厚度較大，東部第三系地層沉積厚度較薄。七里河斷陷盆地在蘭州斷陷盆地的基礎上局部斷陷而成，呈菱形分布，斷陷范圍與七里河區(qū)的轄區(qū)基本一致

12、，東西向長14km,南北向寬10km。區(qū)內(nèi)地層由下更新統(tǒng)巨厚的礫卵石層組成，四周嚴格受活動斷裂控制，盆地西緣和北緣的斷裂活動性相對較強。柳溝河斷陷盆地是在蘭州斷陷盆地的基礎上局部斷陷形成的，盆地形成的時間晚于蘭州盆地，斷陷幅度約100m。安寧堡斷陷盆地規(guī)模較小，盆地面積約4km2,四周被斷裂控制，斷陷盆內(nèi)堆積有厚度約100m的風積黃土。2.5 水文地質(zhì)條件黃河是蘭州的主要過境河流，在蘭州市區(qū)徑流長度約50km。根據(jù)蘭州市黃河水文站觀測統(tǒng)計資料，黃河豐水期為每年的6-10月份，平水期為每年的4-5月份與11月份，枯水期為每年的12月份至第二年的3月份。河流水文動態(tài)時空變化較大，特別是河流來水量和

13、含沙量的時空變化較大，主要是與上游流域地區(qū)的區(qū)域降水及流經(jīng)水土流失較嚴重的黃土和紅層軟巖地區(qū)有直接關系。黃河蘭州段的水文特點是JI谷相間，河道頻繁束放，川（盆）地河段河面較寬黃河蘭州段分布有雷壇河、果園溝、黃峪溝、寺兒溝和李麻沙溝等溝谷，主要分布在黃河蘭州段南岸山區(qū)。雷壇河發(fā)源于南部興隆山區(qū)，流域面積約300km2,長約50km。西果園溝是一條間歇性流水的溝谷，匯水面積約100km2,溝長約40km。一般從當年11月份至第二年5月份為斷流期，其余月份均有地表水流，水量變化較大，黃峪溝匯水面積約44km2,溝長約24km,溝谷僅在上游較短的距離內(nèi)有地表水流，河子村上游段為常年流水溝谷，在河子村莊以下全部滲入地下轉化為地下水，在5到10月份的雨季偶爾有洪水下泄。寺兒溝匯水面積約30km2,溝谷總長度長約28km,溝谷全年絕大部分時間無地表水流，在雨季有洪水下泄，平均流