第二章 地质构造与矿产资源 第一节 地质构造第一节 地质构造鄂尔多斯台拗是中朝准地台上的一个大型拗陷,除南与秦岭褶皱系相接外,其它三面均与中朝准地台的几个二级构造单元相连:北为内蒙地轴,东为山西台隆,西为鄂尔多斯台缘褶带等。
该台拗即通常所说的鄂尔多斯盆地或陕甘宁盆地,大体位于秦岭以北,阴山以南,吕梁山以西,贺兰山——六盘山断陷以东,呈长方形。
跨陕西、山西、甘肃、内蒙古、宁夏等省(区),面积约30万平方公里。
陕西黄土高原正好位于鄂尔多斯盆地的中部,是该盆地的主体部分(图2.1)。
图2.1 鄂尔多斯盆地构造示意图一、区域地层系统鄂多斯盆地内部主要为单斜构造,这一构造特点在陕西黄土高原内部尤为明显。
陕西黄土高原的东南部为铜川复背斜的一翼,地层大体向北西缓倾;而在陕西黄土高原的中部和北部,地层由东向西缓倾,被石油地质部门称之为陕北斜坡带。
陕西黄土高原属华北地层区,跨两个地层分区:陕甘宁盆地地层分区和陕甘宁盆缘地层分区,区内出露的地层有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。
以陆相中生代地层及第四纪黄土最为发育,缺失志留系和泥盆系。
区内大部分地区被厚层黄土所覆盖,只有在南部的一些山地、东北部的府谷、神木一带和区内的一些深切沟谷中,出露着不同时期的地层。
奥陶系仅出露中统海相灰岩。
石炭系有中、上统,为海陆交互相沉积之灰岩、砂页岩,含煤、铁、铝土矿等。
二叠系及三叠系下统为湖泊、沼泽相含煤砂泥岩沉积,及河湖相红色碎屑岩。
三叠系中、上统至白垩系在区内的一些地段连续出露,以内陆河湖相为主,部分为内陆盆地边缘山麓堆积。
三叠系中、上统为红色砂泥岩及灰绿色含煤、油页岩及少量火山碎屑之砂泥岩。
侏罗系由红色砂泥岩、煤系地层,过渡为含泥灰岩、油页岩的红色砂泥岩及砾岩。
白垩系仅有下统志丹群,为红色砂岩、砾岩、泥岩及少量泥灰岩,第三系为河湖相含石膏的红色碎屑沉积。
第四系以黄土为主,另有零星的河流、仲积、洪积、湖相等沉积。
按照由老到新的时间顺序将该区地表出露的各时代地层分述如下:(一)古生界(Pz)1.奥陶系(O)(1)上马家沟组(02m)主要出露在府谷北海子庙一带,沿黄河河谷分布。
岩性主要为深灰色中厚层至块状灰岩和灰黄色泥质灰岩。
未见下界。
(2)桃曲坡群(Q2-3,tq)仅分布在本区南部的铜川、耀县一带。
为混合相沉积。
岩性为灰黑、深灰色,局部为黄褐色的灰岩、礁状灰岩、泥质灰岩及钙质页岩,富含头足、笔石、珊瑚、腕足、腹足等化石,厚435米,横向变化不明,目前将此套地层暂定为中、上奥陶统。
2.石炭系(C)(1)本溪组(C2 b)仅在府谷上马家沟组灰岩之上有小面积出露;另外,在延长、富县地区井下也可见到,岩性为海陆交互相的砂岩、泥岩及铝土质页岩,厚13~23米。
本溪组与下伏的马家沟组灰岩之间,为假整合接触。
(2)太原群(C3,ty)在府谷上马家沟组灰岩出露的地段,太原群沿黄河两岸成条带状分布。
岩性主要为海陆交互相的煤系地层,由灰白色砂岩、深灰色页岩、煤层、油页岩和炭质页岩组成,中夹二层海相灰岩和一层海相页岩,底部为厚约5~9米铁铝岩。
含动物及植物化石。
当缺失本溪组时,直接假整合于奥陶系之上,总厚124.5~128.5米。
铜川、耀县一带,太原群直接假整合于桃曲坡群之上。
太原群是渭北煤田的主要含煤地层之一,为海陆交互相沉积。
岩性主要有灰黑、黑色泥岩、砂质泥岩及石英砂岩,夹可采煤层及海相灰岩、钙质泥岩。
在泥质岩中含大量植物化石。
灰岩及灰质泥岩中含较丰富的蜒及腕足动物化石。
铜川漆水河边,太原群的厚度为21米。
3.二叠系(P)(1)下统(P1)二叠系下统由山西组和下石盒子组组成。
山西组(P1S)本区东北部,该组主要分布在府谷及其以北的柳林碛海子湾至黄甫川一带。
岩性主要为灰黑、灰色泥岩、页岩、砂质页岩,夹煤线、可采煤层及灰白色砂岩,普遍含菱铁矿扁豆体,含植物化石,属湖泊沼泽相沉积,厚81米。
本区南部,该组主要出露在铜川一带,是铜川一带重要的含煤岩系之一。
为陆相沼泽沉积,主要为灰、褐灰色砂岩、煤线及煤层,偶夹粘土岩,普遍含菱铁矿结核,产丰富的植物化石,厚度约30米,从南向北,山西组沉积物的颗粒有逐渐变细的趋势。
下石盆子组(P1sh)本区东北部,该组的分布范围大体与山西组一致。
岩性主要为黄绿、灰绿色块状砂岩、含砾石砂岩,与暗紫棕、黄绿、蓝绿、蓝灰色块状砂质泥岩、粉砂质泥岩、泥岩不等厚互层,属河流相沉积,含植物化石。
厚77.5米。
本区南部的铜川、耀县、永寿等地,该组呈条带状出露,为纯陆相之灰、黄绿色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩,局部有紫杂色泥质岩,中下部夹黑色泥岩、粘土岩及煤线,富含植物化石。
在铜川漆水河一带,该组厚24米。
(2)上统(P2)二叠系上统由上石盆子组和石千峰组构成。
上石盆子组(P2sh)本区东北部,该组在府谷以北和吴堡附近的黄河两岸呈条带状出露,下部为黄灰、灰绿色厚层至块状含砾石细~中粒砂岩与杂色、灰绿色泥岩、粉砂质泥岩或泥质粉砂岩成不等厚互层;中部为褐紫色块状泥岩、砂质泥岩,夹紫色厚层至块状含砾石中粒砂岩及煤线,上部为紫红,褐紫色厚层至块状泥岩,与灰白、灰绿色层至块状含砾石砂岩互层。
属河流相沉积。
在府谷一带厚268米。
本区南部该组大体紧邻下石盒子组北缘呈带状分布。
属于干燥氧化环境下河湖相杂色碎屑岩沉积,以紫杂色、黄绿、灰绿色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩互层为主,夹厚层、透镜状中、细砂岩及含砾砂岩,偶夹黑色页岩,泥岩中富含植物化石。
铜川漆水河一带厚198米。
石千峰组(P2S)本区东北部,该组在府谷、吴堡等地沿黄河两岸呈南北条带出露,岩性可分为上、下两个部分。
下部为浅灰绿、蓝绿或紫红色的厚层至块状中至细粒富长石砂岩、长石砂岩、长石质砂岩,夹暗紫、紫红色粉砂质泥岩,主要为河流相沉积;上部为鲜红、紫红、棕红色粉砂质泥岩、泥岩、含粉砂质页岩,夹浅灰、灰绿、灰紫色中一厚层细砂岩,灰质结核层及薄层石膏,可能为河、湖相沉积。
厚184~196米。
本区南部,石千峰组厚度增大,其岩性与本区东北部出露的石千峰组相似,也分上、下两个部分,自组成一个下粗上细的旋回。
下部以黄绿色、灰绿色、紫灰色、暗紫色细粒砂岩为主,与暗紫红色粉砂质泥岩、灰绿色泥质粉砂地岩互层,含瓣鳃及叶肢介与植物化石;上部为棕红、紫红、暗紫红色粉砂质页岩,黄绿、灰绿或蓝灰色泥岩为主,夹浅灰绿、紫红色细砂岩及泥灰岩,砂质页岩,含灰质结核,含软体、叶肢介及腕足等化石。
在耀县石川河一带,该组的厚度达313米。
(二)中生界(M2)1.三叠系(T)(1)下统(T1)三叠系下统由刘家沟组与和尚沟组组成。
刘家沟组(T1e)本区东北部,该组出露于吴堡、府谷等地。
岩性以灰紫、紫灰、灰白色块状交错层砂岩为主,夹砾岩及棕红、紫红色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩等。
厚381米。
本区南部的铜川、耀县、淳化、永寿、以及黄龙等地,该组均有出露。
为紫红、浅紫红、灰紫色中厚层交错层细砂岩,夹粉砂岩、泥质粉砂岩与棕红、暗紫红、紫红色含粉砂质页岩、泥岩及同生中一细砾岩。
泥岩中普遍含有泥灰质结核,偶含铁质结核。
在耀县石川河该组厚160米。
本区东北部和南部出露的刘家沟组,岩性十分相似,这说明,进入早第三纪初期,陕西黄土高原范围内的地理环境相似,区域分异不太明显。
和尚沟组(T1h)本区东北部,该组出露于吴堡、府谷等地,岩性以棕红、桔红、紫红色泥岩为主,富含灰质结核,夹紫红、紫灰色粉、细砂岩及含砾砂岩。
含脊椎动物、叶肢介等化石。
在吴堡县宋家川—清水河剖面,该组厚111米。
本区南部的铜川、耀县一带,该组呈条带状出露。
为棕红色粉砂质泥岩、泥岩、夹紫灰、灰紫、灰绿色细砂岩、粉砂岩,富含钙质结核,偶夹灰绿色泥页岩条带,含较丰富的叶肢介、介形、瓣鳃化石,该组在耀县石川河厚65米。
和尚沟组岩性稳定,在陕西黄土高原范围内,岩性变化不大。
(2)中统(T2)三叠系中统为纸坊组(T2Z)与下统之间为假整合。
纸坊组出露于本区南部的淳化、铜川纸坊一带和本区东北部的吴堡清水河、神木窟野河、府谷河下游及哈拉寨等地。
取名于铜川市纸坊镇。
岩性以紫红、紫灰色为主的砂泥岩互层。
下粗上细,含脊椎动物、植物、介形、瓣鳃、叶肢介等化石。
脊椎动物化石多产自吴堡以北。
吴堡、府谷一带岩性较粗,厚330~530米。
向西南至铜川、泾河一带,岩性变细,灰绿色层增多,厚度千余米。
纸坊组分两段:第一段:(T2Z1):以灰绿、黄绿色砂岩为主,夹紫红、紫灰色泥岩、粉砂岩和砾岩。
在府谷一带常含灰质砂岩结核及铁锰质结核。
厚度比较稳定,一般在250米上下。
第二段:(T2Z2):为暗紫红、灰绿色泥岩、砂质泥岩、夹砂质页岩,富含灰质结核结核或灰质砂岩结核。
厚度变化较大,158~587米。
在铜川剖面顶部发现有火山碎屑岩薄层。
(3)上统(T3)三叠系上统为延长群(T3Yn),划分为四个组,自下而上为铜川组、胡家村组、永坪组、瓦窑堡组。
延长群广泛分布于陕甘宁盆地。
是以灰绿、黄绿色砂泥岩为主。
夹油页岩、煤层及少量火山碎屑岩的陆相地层。
岩性纵横变化均较大,下部及该区东北部岩性粗,长石含量高,颜色浅,砂岩常成肉红色;上部及该区西南部、南部变细,长石含量减少,颜色变深,多为灰绿及深灰绿色。
横向大致以北纬38度为界,分为南部和北部两个相区。
厚度由东北向西南变厚,在佳芦河、窟野河一带500~600米。
子长清涧河、延河地区1341米,铜川地区1638米。
各组地质特征如下:铜川组(T3t)该组相当于原T3Y1+2竹出露于铜川金锁关、宜川、佳县、神木秃尾河、窟野河等地。
底部从块状中、粗粒砂岩开始,至顶部为黑、深灰绿色页岩、油页岩等。
自下而上由粗变细,自成一旋回。
剖面以铜川最完整,化石最丰富而命名,厚580米。
向北至延河地区岩性变粗,厚447米。
佳县往北,厚度显著变薄,岩性变粗变红,至窟野河剖面,厚仅百米,油页岩已不存在,黑色页岩也少见。
含植物、瓣鳃、叶肢介、介形、昆虫等化石。
岩性分两段。
第一段(T3t1):以灰绿、浅红、肉红色块状中、粗粒砂岩为主,夹砂质泥岩、粉砂岩、泥岩及少量炭质页岩。
砂岩长石含量较高,麻斑构造明显,斜层理发育。
第二段(T3t2):由细砂岩、泥岩、油页岩、炭质页岩组成,分两个“带”。
下“带”:灰绿、紫红色砂质泥岩、泥岩、夹肉红、浅黄绿色块状长石砂岩。
顶部有1~3米灰黑色页岩、或砂质页岩,在宜川仕望河以北至佳县间普遍存在,称为“李家畔页岩层”。
上“带”:灰绿、肉红色砂岩,及灰绿色粉砂岩、砂质泥岩、黑色页岩、油页岩等。
顶部油页岩、黑色页岩、粉砂岩互层,称“张家滩页岩层”。
在铜川地区最发育,油页岩厚二三十米。
北至延河以南黑色页岩普遍存在。
油页岩夹层中,及其上下层位,在本区南部普遍夹有多层薄层火山碎屑岩或含火山碎屑岩之砂泥岩。
本“带”底部在佳县以北常夹“彩色粘土层”薄层,属火山碎屑岩。