地质岩层与风积物分布及区域水文地质解析

（1）地层岩性

流域内各时代地层均有出露，地层序列比较完整，具有不同时代的海相火山岩系，多种类型的沉积建造。其中以古生界最为发育，构成本区地层的主体。区内前第四系主要分布在南部祁连山区以及北部的龙首山及北山一带；第四系主要分布于走廊平原区。

A.前第四系

祁连山、龙首山以及北山均有大面积分布，主要地层岩性有寒武系中下统（∈1-2）变质沙岩，奥陶系下统车轮沟群上组（O1ch2）变质沙岩、千枚岩夹石英岩，石炭系中下统（C1-2）灰岩、页岩，石炭系上统太原组（C3t）页岩、石英沙岩，二迭系下统大黄沟群（P1dh）沙岩、沙砾岩，二迭系上统（P2yg）窑沟群沙岩、粗沙岩、砾岩，三迭系中下统（T1-2）沙岩夹页岩、沙砾岩，三迭系上统延长群（T3yn）沙岩、页岩，侏罗系中下统窑街群（J1-2yj）沙岩夹砾岩、页岩，侏罗系上统享堂群（J3xn）沙岩夹砾岩，白垩系下统河口群（K1hk）页岩、沙岩、沙岩夹泥岩，新近系红色沙岩、泥岩、砾岩和粉沙岩等。

B.第四系

第四系地层为本次研究的主要含水层，根据已有调查及钻探资料，总结分析如下：

a.第四系下更新统（Q1）

下更新统为一套冰水-河流-湖相堆积物，并经历过构造变动，岩相变化大，岩性复杂，有自山前向盆地中心由粗变细的变化规律。山前南营拍马堂一线为冰水-洪积的砾岩夹泥岩，粒径粗大，分选性差，泥钙质半胶结，平均厚度约56.60m，不整合于下伏新近系之上。武威城区附近钻孔在107m和244m揭露到下更新统洪积的粉沙质泥岩与中细沙岩，厚度77～213m，在300～320m以下为新近系泥沙岩。馒头山北麓和潮水山南麓出露面积小，地层岩性为沙砾岩，青灰色、灰白色，厚度小于12m。埋藏于昌宁盆地下部的地层岩性为沙质泥岩和泥质沙岩夹含砾中细沙或泥质中细沙，浅橘黄色、黄灰色，厚度大于200m。埋藏于潮水东盆地下部的地层岩性为沙砾岩、泥质沙岩和沙、亚黏土，青灰色或灰黄色，厚度大于70m。埋藏于民勤盆地下部的底层岩性为半固结-松散的河湖相沙、砾沙与泥岩互层。

b.第四系中更新统（Q2）

在南部祁连山山前零星出露厚度5～20m的冰水-洪积砾石层，呈帽状盖于新近系丘陵顶部；河口地带为砾卵石层，可见厚度5～8m。

南部武威盆地为洪积物，自南而北由沙砾卵石层过度为沙砾卵石、沙、亚沙土多层结构，厚度10～300m。民勤盆地地层岩性表现为沙、砾沙、亚沙土及亚黏土互层的多层结构，地层颗粒较细。昌宁盆地地层岩性为沙砾石夹亚沙土，青灰色为主，厚度30～50m，是昌宁盆地内浅层地下水主要含水层。潮水东盆地地层岩性以沙砾石、泥质沙砾石和泥质粉沙、亚黏土为主，青灰色、浅黄色或黄褐色，厚度50～150m。

c.第四系上更新统（Q3）

在低山丘陵分布有上更新统中期风积马兰黄土，厚度一般2～10m，疏松，具大孔隙，不显层理，垂直节理裂隙发育。

上更新统在走廊平原区大面积出露，岩性以砾卵石为主，表层有薄层亚沙土、亚黏土覆盖。砾卵石颗粒粗大，多含漂砾，从洪积扇顶部向中部颗粒逐渐变细，厚度受祁连山前隐伏断层控制，断层以南厚度一般10～30m，断层以北厚度大于100m；亚沙土、亚黏土层厚度小，且分布不连续。昌宁盆地下部埋藏地层以沙砾卵石为主，灰白色、浅紫红色，砾径8～20mm，最大200mm以上，多呈浑圆及次圆状，厚度20～70m。潮水东盆地下部埋藏地层为沙砾石、含砾中细沙和亚沙土、粉细沙，青灰色、灰黄色为主，厚度11～51m。(www.xing528.com)

d.第四系全新统（Q4）

全新统下组冲洪积物：广泛分布于倾斜平原及河谷（沟）Ⅱ阶地上，以土黄色亚沙土为主，结构疏松，局部地段夹沙和小砾石透镜体，厚度山前地带可达10m，一般为1～3m。河（沟）谷级阶地表层亚沙土之下的砾卵石层厚度小于5m。

全新统上组冲洪积物：分布于流域内大型河谷的河漫滩及Ⅰ级阶地上，岩性为沙砾卵石和亚沙土，厚度小于10m，分选性较好，次浑圆状。

风积物：分布于流域北部的广大沙漠地带，岩性主要为灰黄色、浅黄色粉细沙，成分以长石为主，角闪石等黑色矿物质次之，厚度达50m。

C.侵入岩

区内岩浆活动主要有加里东中期花岗岩（γo32）和晚期花岗岩（γ33）。加里东中期侵入岩（γo32）呈岩株或岩基产出，集中侵入于中下寒武统及下奥陶统车轮沟群中，呈110°方向延展。岩性以斜长花岗岩为主。

加里东晚期侵入岩（γ33）呈岩株产出，侵入于中下寒武统和下奥陶统车轮沟群以及加里东中期斜长花岗岩中，岩性主要为肉红色或红褐色粗粒或斑状花岗岩。

（2）地质构造

大地构造上，石羊河流域属昆仑祁连山褶皱系及中朝地台阿拉善隆起带。北部与天山兴蒙造山带相邻，西北为塔里木地块，东部为华北板块。阿拉善隆起带与河西走廊过渡带之间以龙首山东段东大山、馒头山及红崖山南侧隐伏断裂为界。

昆仑祁连山褶皱系是在中国古地台基础上裂陷而成的，由北往南可分为四个二级构造单元，即走廊过渡带、北祁连优地槽褶皱带、祁连中间隆起带和南祁连冒地槽褶皱带。各构造单元之间均发育NW、NNW、近EW向的深大断裂。中生代以来，流域在继承、保留前中生代基本构造格架基础上，中新生代沿这些深大断裂强烈差异的断块隆升运动塑造形成了南部祁连山强烈隆升带、北部走廊山脉缓慢隆升带和中部山间大幅度沉降带，将流域中下游沉降带分为南部武威盆和北部民勤盆地。

金川区域构造属中朝地台构造单元阿拉善隆起带，受东西向天山-阴山构造带、阿拉善弧形构造带和祁吕贺山字形构造体系影响，构成金川区错综复杂的构造形态，它们普遍具有多期活动的特点，而祁吕系西翼和天山-阴山构造带至今仍在活动，尤以祁吕系构造活动最为强烈，对近代山地的上升和下降起着控制作用。

对区域水文地质条件具有重大控制作用的断裂构造主要为武威盆地南部山前深大断裂和北部红崖山-阿拉古山大断裂。前者走向南东-北西向，在祁连山前形成“断层台阶”，使断层两侧地下水位落差达百米；后者走向近东西向，断层两侧地下水位落差10m左右，是武威盆地与民勤盆地的分界线。