西安地质概况

归雁1965 2018-08-20

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西安地质概况

西安市兼跨秦岭地槽褶皱带和华北地台两个大的地质构造单元，岩相、构造及地质发育史各具特点，形成明显的区域内陆质差异，特别是第三纪强烈的新构造运动，更使本地区地质状况复杂多样。

区域构造

【秦岭地槽褶皱带】西安市境内的秦岭山地，地质属秦岭地槽褶皱带。它在距今6～8亿年的前震旦纪仍属浅海环境，沉积巨厚的碳酸盐岩及泥质岩类。自早古生代（距今5.7亿年）以来，地壳升出海面，地槽褶皱隆起，经多次岩浆侵入、断裂发育、混合岩化作用及动力变质作用，特别是1.3亿至1亿年前伴随强烈的构造断裂运动岩浆侵入，奠定了秦岭地槽褶皱带的地质构造格局。从距今300万年前的第三纪末以来，秦岭以块断作用为特征的新构造运动十分活跃，山体北仰南俯剧烈隆升，大量断裂发育并多沿山脉走向分布。秦岭山地以0.7～1毫米/年的速率上升，渭河平原相对下降并接受巨厚沉积，累积垂直差异幅度约达万米。

【渭河断陷】西安市北部的渭河平原以及骊山，地质均属华北地台中的渭河断陷。在远古地质年代，与整个秦岭均属浅海环境，沉积巨厚的碳酸盐岩和泥质岩类，至今仍为这一区域的基底岩相。早古生代以来与秦岭一起脱海而出，开始长达几亿年的剥蚀过程。在距今1.3亿年前的燕山运动时期，这一区域南侧产生断面北倾的秦岭断裂，北侧沿今北山地带形成断面南倾的鄂尔多斯地台向斜断层，渭河地堑初具雏形。第三纪以来，喜马拉雅造山运动使平原与两侧山体的升降差异显著加剧，终于完成渭河断陷发育过程，形成断块型复式地堑。在巨大的拗陷中，基岩上覆盖沉积了厚达5500～6000米的岩屑、古代冲积、湖积、洪积相物质以及风积黄土，形成典型的新生界沉降区域。

骊山是渭河断陷内的特殊区域，地质上称之“骊山台拱”，面积约60平方公里。山体以地垒构成孤山，由于中生代花岗岩体侵入，形成复背斜构造。在距今约300万年前，受新构造运动影响，骊山不断隆起并带动周围抬升，同时受断块运动影响，形成由骊山依次向西南下降的黄土塬断块地质构造。

【豫西断隆】西安市东南境的蓝田县灞源、张家坪、新店子至辋川一线，是华北地台南缘豫西断隆楔入境内的一个地质区域，地质岩层出露年代最为古老。这一地区在远古地质时期形成地槽，经回返运动产生大量断裂，成为原始华北地台南缘。在距今10亿～5亿年前的中晚元古代时，华北地台下降，这一带处于滨浅海环境，沉积大量岩屑。距今约5亿年前重新上升，形成复向斜褶皱山脉和断裂。在距今300万年前，受新构造运动影响，早期形成的断裂复活，地形起伏增大，成为秦岭、骊东南丘陵的组成部分。

地层系统

西安境内陆质构造复杂，出露的沉积层与变质岩地层几乎包括远古至今大部分地质年代。

【太古界】距今约25亿年前的太古界岩层分布于骊东南丘陵，由蓝田县张家坪—灞源—清峪庙一带向西倾没于渭河平原，为一套中深变质的片岩、片麻岩等。

【元古界】距今约24亿～5.7亿年的元古界岩层分布于骊东南丘陵及秦岭山地。骊东南丘陵有白云母石英岩、夹绢云母石英片岩、大理岩。秦岭山地出露地层有绢云母石英片岩、绿片岩、硅质条带大理岩、片岩，沿周至—蓝田延伸，宽约10公里，为西安境内出露的主要地层之一。

【寒武—奥陶系】距今约5.7亿～4.4亿年前的寒武—奥陶系岩层在境内有两个区系，其中在秦岭主脊呈带状向东展布，构成秦岭山地古老的结晶基底，有各种片麻岩和片岩。分布在秦岭深处周至县西南老县城至长坪一带还有厚层块状白云岩。

【泥盆系】距今约4亿～3.5亿年前的泥盆系岩层，分布于秦岭山地周至县境内，有粘土质岩、碎屑岩夹碳酸盐岩和少量火山碎屑岩。下泥盆统岩层在本区尚未发现。

【石炭系】距今约3.5亿～2亿年的石炭系岩层分布于周至、户县一线秦岭山地，有砂岩及少量火山喷发岩。

【第三系】距今约6700万～250万年的第三系岩层，分布在骊山、骊东南丘陵及东部黄土台塬区，多数埋没于第四系沉积层下，仅在深切沟谷或山地边缘出露地面，有紫红色泥岩、灰绿砂岩、粉砂岩、灰白砂岩、褐色泥岩与深红色粘土等。

【第四系】距今约250万年前至今的第四系地层，是西安地表出露最广的地层，约占全区总面积的65％。渭河平原基本为第四系覆盖。岩性为砂卵砾石为主的粗粒沉积和以黄土为主的土状堆积，来源以风积、冲积、洪积为主，也有冰川、滑坡重力堆积作用所致。沉积厚度由东南向西北渐增，平均厚度840米，早期有灰白色砂岩、粉砂岩、泥岩、午城黄土、砾石，中期有离石黄土、褐红粘土、砂质粘土、砂砾石、漂石，晚期有黄色砂砾卵石、粘质沙土、砂质粘土及马兰黄土等。

岩浆岩

西安境内陆质史上岩浆活动以侵入作用为主，各地质时期形成的岩浆岩均分布于秦岭山地与骊山一带。

【加里东运动期侵入岩】距今5.7亿～5亿年前的加里东运动时期，在秦岭山地出露地表的岩种有黑云母花岗岩、闪长岩、闪长砏岩、含辉橄榄岩、蛇纹石化橄榄岩等。

【华力西运动期侵入岩】距今约5亿～2.3亿前的华力西运动对本区影响不大，出露地表的岩种主要分布在秦岭山地深处太白山一带，有辉长岩、辉绿岩及变质片状角闪岩。

【印支—燕山运动期侵入岩】距今约2.3亿～6700万年前的印支—燕山运动期，是秦岭山地岩浆活动最频繁剧烈的时期，形成出露面积较大的岩体。周至县西南岩体面积60平方公里，为黑云母花岗岩。以太白山为中心的太白岩体面积400平方公里，岩性为黑云母花岗岩和角闪石花岗岩，绝对年龄1.03亿～1.41亿年。八里坪岩体分布于户县八里坪至长安黄羊坝一带，出露面积约100平方公里，为黑云母花岗岩，绝对年龄1.41亿年。辋川花岗岩体位于蓝田县蓝桥镇牧护关以东，出露面积280平方公里，属中粒花岗岩、似斑状角闪花岗岩，绝对年龄8500万年。蓝田花岗岩体位于骊东南丘陵的灞源、张家坪一带，出露面积210平方公里，属黑云母花岗岩，绝对年龄8500万年。骊山花岗岩体分布于临潼骊山，面积26平方公里，其上覆盖第三系沉积，属黑云母花岗岩及片状石英闪长岩、角闪花岗岩。

地质断裂构造

由于地质运动剧烈，境内各区域断裂带及断层发育。

【秦岭地槽褶皱带区域】秦岭地槽褶皱带断层多为走向断层，主要有：

秦岭北侧山前大断裂，西起周至县西骆峪，东至蓝田县汤峪附近，向东向西延伸出境外。这一断裂是秦岭与渭河平原的分界，断面倾角50°～70°，属南升北降高角度正断层，破碎带宽百余米，有清晰的断层面及广泛分布的角砾石。断裂的地貌标志清楚，高耸的秦岭与盆地突然相接，沿断裂分布温泉。它形成于燕山运动晚期，喜马拉雅运动时期活动加剧，其产生发展对形成渭河地堑有深刻影响。

翠峰山—李家院断裂，沿周至县翠峰山、田峪，至蓝田县与商洛交界的李家院东西向展布，境内长约150公里。断裂带分布一系列中新生代构造槽地沉积，糜棱岩带宽50～200米。这一长期活动的断裂产生于前震旦纪，在晚古生代以前以压扭性为主，之后基本上为张扭性。

太白山—八里坪断裂带，为太白县白云到商南大断裂带的中段，在西安市境内长约85公里，是北秦岭加里东褶皱带与中秦岭华力西褶皱带的分界断裂。发生于加里东运动期，具压扭性特点。在户县木子坪地区多条断层分枝组成向南倾角60°～80°的断裂带，破碎带宽10～20米。

库峪断层，展布于长安县库峪—草坪一带，北西走向，长42公里，断面倾角60°～70°，破碎带宽30余米，有强烈的炭化现象，属形成于燕山运动期具有长期活动历史的复活性断裂。

烂店子梁—光秃山断层，沿北东向展布于周至县境南缘秦岭山间，断面南倾，倾角大于60°。断层出现于早古生代，在喜马拉雅运动期也有活动。

【渭河断陷区域】渭河断陷区地表覆盖层深厚，但基底隐伏断层很多，以正断层为主，分布杂乱，大体为北东、北西和近东西向，断裂的新构造运动表现明显，对地震活动和地貌格局有很大影响。主要有：

口镇—关山断裂带，自泾阳县口镇至临潼县关山东西向横穿渭河平原北部，由若干大致平行斜列的断层组成，形成于震旦纪。早期呈压扭性，晚近呈张扭性，为隐伏的活动断裂带。下降速率2毫米/年，卫星图像上显示明显，物探表明属重力异常密集带。地貌形成明显的黄土坡坎。断裂带主要由阎良—关山断层、徐阳—田市断层与永乐—零口断层组成。

渭河断裂带，为被渭河河床掩伏的活动断裂带，呈北东东向由宝鸡—咸阳经境内至渭南，渭河基本沿此断裂走向。这一断裂带是基底岩相的分界，以北为下古生界灰岩，以南为元古界片岩及燕山期侵入岩。断裂带由一系列平行断层组成，宽2～5公里，断面近直立，断距近千米。临潼以东断面倾角68°～70°。这是一条切穿地壳乃至上地幔的岩石圈断裂，控制和牵动次级断裂的生成和发育。

骊山北麓断裂带，沿骊山北麓呈北东向展布，长约27公里，东与太华山前断裂带相接，断面北倾70°～80°。断裂产生于前震旦纪，与中生代发育的北东、北西向两组断层共同将骊山抬升形成台拱地垒。

余下断层，由蓝田县焦岱西经长安县引镇、王曲、户县余下至境外，长120公里，形成于前震旦纪，为关中盆地第三系地层分布的南界。它与秦岭北侧山前大断裂带平行组成阶梯状正断层组，共同组成渭河断陷的南部边缘断裂。

北西向阶状隐状断裂组，包括以下断裂：骊山东北麓和西南麓断层为骊山台拱的边界断层，呈北西—南东向，形成于中生代后，规模不大，东北麓长5公里，西南麓长4公里。灞河断层，沿灞河谷地展布，长约50公里，新生代以来活动显著。浐河断层，沿浐河谷地呈北西西向展布，长约45公里，断面下降形成白鹿原明显高于少陵原的阶状地形。滈河断层，沿河谷地呈北西向展布，长约30公里，形成少陵原高于神禾原的阶状地形。河断层，沿河谷地展布，长约12公里，断面倾向西南，断层使下更新统错动70余米。沣河断层，沿沣河谷地延伸，倾向南西，西南侧相对下降，成为西安凹陷最大沉降中心。哑柏断层，由周至县哑柏向东南延伸到秦岭，是渭河断陷区的西缘断层，长约50公里，产生于中生代，至今活动强烈，是西安地区主要发震构造之一。

北东向阶状隐伏断裂组，又称临潼—长安断裂带，自骊山西侧—长安—沣峪与秦岭相接，长40余公里。它由三条平行断面正断层组成，宽达6公里。断裂带东南侧为黄土台塬相对上升区，西北侧为渭河阶地相对下降区，沿断裂主体通过部位为重力梯度密集带和地形陡变带，且有地裂缝发生，是西安的又一主要发震地质构造。

【豫西断隆区域】豫西断隆区断裂复杂，但在西安境内所占范围较小。主要有：

太华山北侧断裂带，由蓝田县焦岱循太华山前呈北东向至流峪，为倾向北西、断距千米以上的高角度正断层带，形成于前震旦纪，至今活动强烈，垂直差异明显。

铁铜沟—玉山断层，由洛南延伸到境内，经蓝田县铁铜沟、将军庙、玉山进入渭河平原成为隐状断层至蓝田县华胥乡，长约20公里，形成于古生代，晚近时期有左旋平移活动。

焦岱—新店子断裂带，位于蓝田县境内，走向东西，断面北倾，倾角50°～85°，为一北俯南仰的正断层。破碎带宽20～50米，沿断裂带有热液矿床生成。这一断裂带形成于前震旦纪，晚近活动强烈，自第三纪以来具有明显的垂直错动兼有左旋平移性质。

城市工程地质

西安城市地形宽展平坦，坡度和缓，高出渭河河床20～40米。由于整体向北倾斜，位于城市以北的渭河河床缓慢北蚀侵移，即使汛期也不致对城市构成威胁。

城市地质构造属沉降凹陷区，基底片岩及花岗岩上覆盖5500～6000米厚度的新生界沉积，其中第四系沉积厚914～1095米。地表上部有3～12米风积黄土，其中部分具有较强湿陷性。在局部封闭低洼地区水位较高区域，黄土浸湿后结构软化地基下沉，易导致建筑物发生不均匀沉陷，在这些地域建造高层建筑需采取特殊结构和施工措施。此外，由于长期人类活动，旧城区广泛分布人工填土，结构不均，规律性差。分布于塬边坡脚处的晚近堆积黄土结构松软，压缩性高，承载力低，对湿陷敏感。因新构造运动依然继续，城区分布多条地裂缝带，建造高层建筑时应注意避开。

城市各区域的工程地质条件大致如下：

1.西郊区：地表上部覆盖5～12米黄土，其中湿陷性土层约3～5米，湿陷等级Ⅰ～Ⅱ级，属非自重湿陷性场地，地基承载力一般12～18吨/平方米。下部为水位下饱和黄土，承载力8～12吨/平方米。再往下为亚粘土与砂砾层。