环县地理特点及历史演变

【区位辖境】　县域位于甘肃省东部，庆阳市西北部，踞甘肃省、陕西省、宁夏回族自治区接壤处。东临华池县，东南临庆城县，南临镇原县，西南临宁夏回族自治区彭阳县，西临宁夏回族自治区固原市原州区和中卫市海原县，西北临宁夏回族自治区同心县，北临宁夏回族自治区盐池县，东北临陕西省定边县。辖境介于北纬36°01′06″～37°09′10″、东经106°21′40″～107°44′40″间，南北最大距离127千米，东西最大距离124千米，面积9236平方千米。县党政机关驻地环城镇，南距西峰区148千米，东南距西安市420千米，西距兰州市520千米，北距银川市260千米。

【地质演变】　前中元古代（19.5亿年前），属华北隆台西部鄂尔多斯古陆，基底为太古界及早元古界浅变质结晶岩建造。依基底顶部形态划分，环县地区介于中部隆起区和西部坳陷区过渡地带，莫霍面埋深最厚达43千米。

中晚元古代（19.5亿—6.15亿年），长城纪鄂尔多斯古陆开始下沉，接受第一次海侵。环县-彬县地区为滨海砂、页岩相建造，厚约600米。蓟县纪达到海侵高潮，以开阔台地白云岩、藻白云岩相建造为主，厚约1700米。蓟县纪后，晋宁运动使华北地台抬升，鄂尔多斯古陆上升更甚，缺失青白口系、震旦系沉积，造成约2亿年的沉积间断，长期处于风化剥蚀状态。

古生代（6.15亿—2.50亿年），震旦纪末与寒武纪间的拖莱运动导致地壳普遍上升，沉积中断。早寒武世中晚期，陇东局部地区再度下降，接受第二次海侵，中寒武世海侵范围扩大，海水由西、南向东、北推进形成陇东海，接受较稳定的浅海陆棚碳酸盐岩沉积，厚数百米。古生物有三叶虫、腕足类、软舌螺等，属华北型生物群。晚寒武世地壳上升，海水向南、西退缩，陇东海回复到早寒武世状态，未接受沉积。早奥陶世庆阳古隆起继续上升，并与北部伊盟古陆连成一体。早奥陶世晚期，古隆起开始下降，接受第三次海侵，形成潮坪白云岩、石灰岩相沉积，厚度小于100米。区域气候温暖干燥，头足类繁盛。中奥陶世继续接受正常陆缘浅海碳酸盐岩沉积，并在西部形成平凉组高炭富硫碎屑岩建造，厚数百至上千米。晚奥陶世，加里东运动又使鄂尔多斯地台抬升，地台西缘形成经向断褶带，阻挡祁连海入侵，海陆分界线退至贺兰山经向构造东缘东经107°线一带，县域东部古陆再现，西部仍为浅海环境。泥盆纪、志留纪和早石炭纪，未有沉积发生，处于剥蚀状态。华力西构造旋回早期，地台又发生沉降。中石炭世开始接受第四次海侵，海水由东、西方向入侵，西部海岸线到达今县西部，形成半环形海湾，接受潮坪潟湖相沉积，岩性以砂、泥岩互层为主夹碳酸盐岩及含煤沉积，厚200～400米。今县东部仍为古陆梁。晚石炭世，海侵达到高潮，南北向古陆梁被淹没，以潟湖相含煤沉积为主，薄而层数较多。早二叠世鄂尔多斯地台上升为陆，海水退出，盆地内陆相沉积开始，干旱气候再度出现。早二叠世山西期，县域发育三角洲及湖沼沉积，下石盒子期大部为浅湖相沉积，西部有三角洲相沉积。晚二叠世上石盒子期，大部为滨浅湖相沉积，西部有三角洲河流相沉积。石千峰期为间歇湖相沉积。

中生代（2.50亿—0.70亿年），是地壳由古生代的强烈活动转入相对平静的以陆相沉积为主的时期，海水至三叠世晚期逐渐退出后再未进入，鄂尔多斯盆地形成一套大型淡水内陆湖泊沉积，总厚度约4200米。早、中三叠世为河湖相红色碎屑岩沉积，县域近缘近岸水下扇发育。晚三叠世形成湖相砂岩、泥岩夹煤层、油页岩，受印支运动影响，中、上统间有沉积间断。这一时期气候温暖潮湿，延长植物群繁盛，发现31个属种，蕨类植物占绝对优势，真蕨类有8种，莲座蕨科地位突出，木贼类、种子蕨类较繁盛，苏铁类零星可见。早侏罗世河湖湖沼沉积达到高潮，中侏罗世以干旱湖沼相结束。这一时期，燕山构造幕连续影响鄂尔多斯盆地升降，边缘主要构造形成和盆地内底层形变定型。白垩纪，燕山运动使盆地东缘上升为山，南缘和西缘再度上升，形成四周上升、封闭统一的盆地。在周围剥蚀加剧条件下，县域成为河流相和滨浅湖相沉积中心。整个白垩纪，气候以干旱、半干旱为主。

新生代（0.70亿年后）古近纪（老第三纪），县域未接受沉积。渐新世后，受喜马拉雅运动影响，盆地全面上升为陆，受到侵蚀，沉积新近系（新第三系）上新统三趾马红土层。第四纪，以风积、河流相沉积物为主，气候变化剧烈，更新世出现5次冰期、4次间冰期，全新世为温暖期，以哺乳类为主的动物繁盛。

【地层】　县域地层发育同鄂尔多斯盆地一样，经历由海相-海陆过渡相-陆相的漫长沉积过程，形成多套沉积层。依地层序列和地质勘探在域内的重点发现，列举如下：

前长城系，未见出露；长城系，未见出露。

蓟县系　王全口组零星出露于陕、甘、宁交界地带，呈南北向狭窄带状展布。结合深井资料，分上、下两个岩组，由上部富硅镁碳酸盐岩建造和下部陆源碎屑岩建造组成，夹中基性火山熔岩和凝灰岩，含叠层石。毛井镇窝风口至阴石峡一带出露的富硅质条带和团状白云岩，属上岩组。

青白口系，缺失；震旦系，县域西部属于可能沉积区。

寒武系　分上、中、下三统，县域西部有出露。下统以县西北与宁夏同心县交界区域的老爷山剖面为代表，岩性为灰白色、黄色白云岩与灰白色石英岩、石英细砾岩互夹，夹粉砂岩、灰岩透镜体，底部为砾岩，厚32～91米，与上覆中寒武统毛庄组呈整合接触，与下伏蓟县系呈平行不整合接触。中统分毛庄组、徐庄组和张夏组。毛庄组出露较好，老爷山一带为泥质白云岩，状或竹叶灰质岩夹页岩，厚43米。徐庄组见于钻孔，主要为竹叶状灰岩、状灰岩、杂质页岩夹粉砂岩、生物灰岩，含丰富的三叶虫等，厚约170米。张夏组为中寒武世海侵时期沉积，分布广泛。老爷山及其以北地区为灰绿色竹叶状灰岩、状灰岩和状灰岩夹钙质页岩和及少量泥岩，灰岩含三叶虫及腕足类、软舌螺等，厚218米。上统崮山组，老爷山一带岩性为灰、浅灰色泥质条带状灰岩和状灰岩，其上变为灰夹黄绿色和紫灰色白云岩、竹叶状白云岩夹泥质白云岩，偶含三叶虫及腕足类和海绵骨针，厚138～250米。

奥陶系　地层类型沿107°经线划分，东部属庆阳小区，西部属平凉小区。庆阳小区为华北型沉积，地表未见出露，据钻孔资料，属下奥陶统下马家沟组，为云膏岩、膏云岩、膏岩、白云岩和纹层状泥质细晶白云岩建造，颜色主要为浅黄灰、灰褐、浅灰、深灰、深灰褐、黑褐等，厚76米。平凉小区处鄂尔多斯地台西缘，沉积复杂且有特色。中奥陶统平凉组剖面分12层，主要为页岩、块状砾状灰岩、钙质粉砂岩、粉砂岩互层夹凝灰质砂岩、粉砂质页岩及泥岩、泥质粉砂岩、长石石英细砂岩等，除第二、七层外，其他层皆含笔石，有浅褐灰、浅灰、绿灰、浅黑灰、浅褐红、灰绿、微绿、黄绿、蓝灰、灰黄及黑、绿等色。该组相变较为明显，自南向北厚度渐增大，至南湫乡石板沟，岩性以灰色钙质页岩、黄绿色砂质页岩及薄层灰岩为主，笔石厚达1134米。上奥陶统车道组，以车道镇南庄子苦水沟剖面为代表。分12层，厚76米。从下到上依次为泥质网纹状豹皮灰岩、厚层角砾灰岩中夹1米厚页岩与灰岩互层、泥灰岩、钙质页岩与薄层灰岩或碎屑灰岩互层、厚层砾状灰岩、薄层致密灰岩且层面多泥质波纹或条带、薄层瘤状灰岩、泥质条带夹薄层灰岩、薄层瘤状泥灰岩夹薄层灰岩及上部夹一层海百合茎灰岩、薄层状灰岩，颜色有橘黄、灰色、棕灰、黄绿、紫红、灰绿、红色、黄色、棕红、浅红、浅紫红等，含丰富的三叶虫及腕足类、头足类。

志留系，缺失；泥盆系，缺失。(www.xing528.com)

石炭系　早石炭世及中石炭世早期沉积缺失，晚石炭世太原组有发育，为稳定型海陆交互相沉积，以碎屑岩为主，间夹碳酸盐岩。南湫乡石板沟剖面，主要岩性为灰、黄色砂岩、粉砂岩、泥岩，夹薄层灰岩、煤层、铝土页岩及贫铝土矿、铁矿层，底部有一层砾岩，含腕足类，与上覆下二叠统山西组整合接触，与下伏中奥陶统平凉组为平行不整合接触，厚179米。

二叠系　下统山西组岩性稳定，为灰色砂质页岩、砂岩夹炭质页岩及薄煤层、煤线和灰色细砂岩，自南向北逐渐增厚，石板沟一带厚达103米。下统下石盒子组碎屑岩粒度较粗，自南向北逐渐增厚，石板沟厚达142米。上统上石盒子组碎屑岩粒度东细西粗，厚度南薄北厚，石板沟厚达430米。植物属华夏植物群。

三叠系　陇东区分布广泛，发育充分，个别区域厚达4229米。下、中三叠统为河湖相红色碎屑岩，按岩性分为下统刘家沟组、和尚沟组，与中统纸坊组为整合或平行不整合接触。上三叠统为湖沼相砂质泥岩夹泥灰岩、煤层及油页岩，富含植物及叶肢介。下统下部刘家沟组主要由灰绿色、棕红色、紫红色及杂色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、砂岩组成，与下伏上二叠统石千峰组呈平行不整合接触，与上覆和尚沟组为整合接触；上部和尚沟组由暗紫、棕红色泥岩、细砂岩、砂岩互层夹凝灰岩组成，与上覆中三统纸坊沟组为整合接触。陇东区下统总厚348米，岩性、岩相较稳定，厚度变化不大。石板沟为浅紫红色中细粒砂岩夹砂质泥岩条带，厚307米。中统纸坊组分布广，基本同下统。其上部为深灰色泥岩、灰白色粉砂岩、细砂岩，下部为深灰、黑色、紫红色泥岩与绿色砂岩、粉砂岩互层，厚478～580米。上统延长群分5个岩组，均见于钻孔，岩性为细碎屑岩。第一岩组厚560米，第二、三、四、五岩组厚804～1832米，第二岩组含油页岩，第二、三岩组暗色泥岩带常为生油层，第二、四岩组的细粒、中粗粒长石砂岩层为储油层，第三、五岩组常形成煤层。与下伏纸坊组为平行不整合接触。

侏罗系　大面积分布，三统齐全，但厚度较小，结构简单。下统富县组分布零星。中统分3组，下部延安组、中部直罗组、上部安定组，均为河湖相红色碎屑岩建造，夹稳定煤层。上统芬芳河群见于甜水堡和车道镇三角城，为红色山麓相堆积，厚度大于127米，主要为红色巨厚层状砾岩、粗砾岩夹沙砾岩，底部为细砾岩，与下伏中统直罗组平行不整合接触，与上覆下白垩统志丹群砾岩不整合接触。

白垩系　庆阳小区下统志丹群发育充分，分宜君组、洛河组、环河华池组、罗汉洞组、泾川组5个岩组，宜君组、洛河组见于钻孔，环河华池组、罗汉洞组、泾川组有出露。志丹群厚度超过1000米，中、上统缺失。境内合道川，环河华池池组为蓝灰、灰绿、黄绿、紫红色砂质泥页岩夹灰白色粉砂岩、细砂岩，含爬行类和双壳类、介形虫、叶肢介，沉积物以具有清晰、平整水平纹理、波状微细层为特征。罗汉洞组为棕红、棕色砂质泥岩、泥岩、页岩夹灰白色砂岩、粉砂岩。泾川组主要由灰绿、灰色泥岩、砂质泥岩、页状粉色岩夹多层泥灰岩组成，含鱼类和龟，孢粉以裸子植物占优势。环县—泾川以东缺失罗汉洞组以上地层，以西缺失洛河组以下地层。

古近系　固原群县西部有分布，岩性为沙砾岩和红色泥岩、粉砂岩，毛井镇一带以砾岩为主，小南沟乡至甜水堡一带以砾岩夹泥岩为主，属山间坳地形沉积，四周被中、古生界岩层包围。

新近系　上新统临夏组分布广泛，岩性单一，为陆相湖盆及山间坳地形沉积，露头沿沟谷断续分布，以橘红、棕红色砂质泥岩及泥岩为主，常有泥钙质结核，底部有砾岩和砾状砂岩层，厚度一般小于50米。其砂质泥岩中富含以三趾马为代表的哺乳动物化石，反映出以广阔草原为主的古地理环境。环县-平凉一线以西局部整合于咸水河组以上，以东直接不整合于下白垩统之上，其上被更新统三门组不整合覆盖。

第四系　沉积物以风成黄土为主，夹黏土和亚黏土，其次为河湖相沙砾层及亚砂土层，含丰富的脊椎动物和软体动物化石。更新统早期三门组，上部为棕黄、黄色砂质黏土、粉砂层、细砂、粗砂、沙砾层夹沙砾透镜体及钙质结核，含鸟类、哺乳类等；下部为棕黄、灰白色砂质土、砂、细砂；底部为砾石层夹粗砂透镜体，含哺乳类。与下伏志丹群不整合接触，与上覆离石组呈平行不整合接触。环城镇西川肉红色石质黄土即为三门组河湖相沉积。更新统中期离石组广泛发育，构成黄土塬和黄土丘陵基体的中、上部，主要为灰黄-浅褐黄色粉砂质黄土，常夹有2～3层古土壤层，底部偶见数米灰白色沙砾层，厚度一般为100～150米，底部沙砾层为区域第四系重要含水层。更新统晚期下部萨拉乌苏组河湖相沉积分布广泛，常见于沟谷或河谷两侧，构成二级阶地，主体在阶地陡坎下部。该组以环城镇刘家岔剖面为代表，厚40～47米，分6层，底部为灰褐色砂沙石层，其上依次为灰褐及灰黄色黏土、灰蓝色黏土、灰褐色黏土夹细砂透镜体、鲜灰黄及灰黄色黏土、灰蓝及鲜灰黄色黏土，其中第三层灰蓝色黏土中含大量哺乳类动物化石和石器，第四层灰褐色黏土中含少量石器和生物化石。其下伏离石组、上覆马兰组，均呈平行不整合接触。更新统晚期上部马兰组，全境广泛分布，构成黄土塬、梁峁、丘陵基体的顶部，呈类喀斯特地貌。堆积物单调，以淡灰黄色疏松黄土为主，具大孔隙和垂直节理，底部为棕红色土壤层，在河谷阶地边缘有砂砾石夹层，一般厚10～30米。全新统，为近代黄土堆积，包括冲积层、残积层、坡积层、洪积层、风积层等，遍布全境，厚度不一。

【地形地貌】　县域地貌属陇东黄土高原丘陵沟壑类型，全境处于由南部残塬沟壑向北部梁峁沟壑及沙漠边缘过渡地带。新生代第四纪境内形成黄土高原，全新世以后，由于黄土结构疏松，在侵蚀和人类活动共同影响下，较为完整的高原地貌逐渐解体，形成残塬、梁峁、掌滩、沟谷、崾崄、盆地、阶地、沟坝、陡崖、离堆、陷穴等形态多样的地貌。以流水地貌为主，重力地貌和风成地貌次之。梁峁起伏，丘陵错落，残塬间布，沟壑纵横，为基本地貌特征。长200米以上大小沟道17364条，沟道密度1.41千米/平方千米。地势西北高，东南低，平均海拔在1400～1700米之间，最高点毛井镇施家滩村马家大山海拔2089米，最低处曲子镇五里桥环江河道海拔1136米，相对高差953米。按地理位置、形态及成因，大致可划分为西部丘陵沟壑区、北部梁峁沟壑区、南部残原沟壑区和中部河谷阶地区4个地形地貌区。

【河流水系】　全境属黄河流域，境内河流分属马莲河、蒲河、苦水河、清水河四个水系。除马莲河上游环江东川发源于陕西省定边县境外，其余均发源于县境。年径流总量2.179亿立方米。其中，自产径流量1.844亿立方米，占地表水总量的84.63％；入境径流量0.335亿立方米，占地表水总量的15.37％。径流补给以降水为主，径流时空分布与降水量相对应。径流年际变化大，丰水年与枯水年相差3～5倍。主要河流以羊圈山脉为分水岭和源地，分水岭以北、以西河流自南向北分别汇入苦水河、清水河，分水岭以东、以南河流自西北向东南分别汇入环江、蒲河。诸河流域割切破碎，沟壑密布，水系分布呈树枝状。境内有长流水沟道1432条，占沟道总数的8.2％。其中，常流量1～10升/秒的有116条，10～20升/秒的有10条，20～50升/秒的有7条，50升/秒以上的有7条。流域面积50平方千米以上河流63条，河道总长度3221千米。流域面积100平方千米以上河流39条，河道总长度1352千米。环江为县内最大河流，境内流域面积7117平方千米，占全县面积的77％。平均流量4.25立方米/秒，枯水期流量0.5立方米/秒以下，7—9月汛期洪水流量可达1000立方米/秒以上。年均径流量13390万立方米，占全县年自产径流量的71％。其中，洪水流量8898万立方米，占年径流量的66.45％；基流量4492万立方米，平均基流量1.4立方米/秒。洪德以上水质为高、中盐度水，洪德至环城段为中盐度水，环城至合道川口段为半咸水，合道川口至曲子段为微咸水。河道比降大，水流急。河流含泥沙量大，流域水土流失严重，1980年代初测算，河流年平均输沙量7113万吨，流域侵蚀模数7285吨/年·平方千米。

【气候】　县域居内陆，属中纬度范围，临近阴山—贺兰山季风分界线，400毫米等降水线穿过县境北部。受地理位置、太阳辐射、大气环流等综合作用，形成大陆性较强的温带半干旱季风气候。县域南北纬度差1°08′，从东南至西北大陆性渐强。气候的基本特征是，光照充足，太阳辐射较强；冬冷夏热，春季回暖慢，秋季降温快，春、秋冷空气活动频繁，气温日较差大；春、冬多风较干燥，夏、秋降水较集中，时空分布不均，干湿季节分明；年降水量不多，降水变率大，常出现干旱。年平均日照时数2551小时，年太阳总辐射量6091兆焦耳/平方米。年平均气温8.70℃，毛井一带最低，曲子一带最高，南北相差2℃以上。年平均降水量为430.70毫米，降水量从东南向西北递减，西、北部年平均偏少100～150毫米。年平均蒸发量（小型蒸发皿水面蒸发量）1640.1毫米，干旱指数4.37。年平均无霜期165天，西、北部无霜期短，南北相差30天左右。多风，10月至次年4月多偏北风，5—9月多偏南风。

【自然灾害】　地处毛乌素沙漠南缘，干旱、冰雹、霜雪寒潮冻灾、洪涝、风沙等气象灾害频繁，地震、滑坡、崩塌等地质灾害和病害、虫害、鼠害等生物灾害也时有发生。旱灾是最严重的气象灾害，发生频率高，可谓“三年两头旱”“十年九旱”。灾害季节特征明显，对应农作物播种和重要生长期，影响严重。北部发生灾害频率高于南部，南、北地表水质和产业结构差异造成灾害发生时，北部在农作物受灾的同时常伴生人畜饮水困难。