第一节 构造发展
早在震旦纪之前(距今约11亿年左右),经兴凯和蓟县两次运动,中国地台的基础已经奠定。东部地台区已形成,西部和西南部则是一片汪洋地槽。
早古生代的寒武纪和奥陶纪(5.5~4.44亿年间),本区为海水浸没。寒武纪,区内沉积碎屑岩和碳酸盐岩夹页岩,属滨海——浅海相沉积。下、中奥陶纪,海侵范围扩大,古地理环境单一而稳定,沉积一层巨厚浅海相碳酸盐岩,顶部夹泥页岩层。直至上奥陶纪,发生了加里东运动,北秦岭及华北地台抬升,本地区旋回成陆,致使缺失志留和晚古生代的泥盆系、下石炭系。而在中奥陶系之上保存有一个长期剥蚀的不整合锓蚀面。至晚石炭纪,区域重新下沉,接受沉积,海水再次入侵,县境内一直处于剥蚀区,故缺失晚古生代的二迭系、中生代的三迭系、侏罗系地层的沉积。
中生代白垩纪(距今1.4亿~0.7亿年),侏罗纪末和白垩纪时期的造山运动,使区域地壳变动强烈,除生成一系列北东向断裂带外,使原有的断裂层褶皱加深,近东西向断层复活,形成了构造基础和地貌的基本轮廓。
新生代早第三纪初(距今7000万年左右),区内继续下陷,盆地两侧又经后期相继运动,形成一系列阶梯状断裂构造。喜马拉雅构造运动,秦岭大幅度崛起,北坡大规模断裂,下陷成为关中地堑。关中盆地已具雏形。上新世受祁(连)吕(梁)贺(兰)构造活动影响,形成西安、故市两大拗陷。第三世纪末(距今300万年左右)秦岭北麓断裂复活,区域各断块分化,秦岭强烈抬升,形成山地,渭河断块大幅度下沉,形成三门湖,本县地域被三门湖水淹没。
新生代第四纪下更新世(前200万年左右),喜马拉雅运动之后,区内逐渐抬高,三门湖缩小,本县阶地露出水面。中更新世后期(约前100万年),关中地壳不断抬升,三门湖逐渐退缩而干涸,最终消失。渭河河道以断陷为轴,向两侧左右摆动,形成河谷阶地。距今约5000多年前,渭河明显下切,河流现状基本形成,河道左右摆动现象仍在继续,但摆动幅度已大为减小。
第二节 地层
渭河断陷盆地北部区的基底为下古生界岩层,埋深为海平面下5700米(即地面下6000米深处),其上覆盖为新生界的第三系及第四系,厚3000~5700米。从古生界依次而上的各个地层是:早第三系,深厚4000~5700米;晚第三系,深厚2500~4000米;上新统蓝田坝河组,深厚1500~2500米;上新统的张家坡组,深厚500~1500米;第四系在0~500米,厚达700~800米(包括海平面以下部分)。第四系沉积物岩性为黄土状沙质粘土、粘质沙、沙卵石。按岩性及成因分别是:
一、第四系上更新统黄土
分布在本县马嵬镇以北整个黄土台原与三级阶地上,呈黄色或赭黄色,组成物质细微、均匀,手摩之如面粉,垂直节理发育,形成峭壁、冲沟,并有天生桥等自然地质现象,富含蜗牛化石,出露厚度40~50米,在黄土原深达200米,钻孔中仅167米以下见有薄的沙层。按成因,黄土高原为冲积、风积而成。三级阶地系渭河沉积,在20米以上为黄土类土质,以下见沙、沙卵石层。窑头剖面由上而下各层情况如下表:
┏━━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━┳━━━━━━┓
┃ 层次 ┃ 深厚范围(m) ┃ 层次 ┃深厚范围(m) ┃
┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 耕种层 ┃0.5~1.5 ┃ 黄土质沙质粘土 ┃ 9~8 ┃
┃ 黄土 ┃5.5~6.5 ┃ 粉沙 ┃ 0.6 ┃
┃ 钙质结核层 ┃ 1.8 ┃ 沙卵石 ┃ 不详 ┃
┗━━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━┻━━━━━━┛
二、古冲积层
1.黄土质沙质粘土:在覆盖面积大的二级阶地上,呈浅黄色、颗粒小,干时呈块状,具有塑性,含有云母小片及蜗牛化石,钙质结核零星分布,厚度由北向南变薄。其下为沙卵石或沙层与沙质粘土层。其变化规律是沙卵石层厚度由南向北渐减,岩性由粗变细;沙质粘土层却相反由南向北加厚见CKB26钻孔水文地质剖面表。
王堡(CKB26)孔地层剖面表
┏━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━━━┓
┃ 岩土名称 ┃ 埋藏地表下(m) ┃ 厚度(m) ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 黄土质沙质粘土 ┃0~17.63 ┃ 17.63 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 沙及沙砾石 ┃17.6~29.64 ┃ 12.04 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 沙质粘土 ┃29.64~51.80 ┃ 22.16 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 沙砾石 ┃51.80~61.56 ┃ 9.76 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 沙质粘土 ┃61.56~63.90 ┃ 2.34 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 沙砾石 ┃63.90~75.30 ┃ 11.40 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 沙质粘土 ┃75.30~135.10 ┃ 59.80 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 沙砾石 ┃135.10~156.84 ┃ 21.74 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ 沙质粘土 ┃156.84~165.21 ┃ 8.37 ┃
┗━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━┻━━━━━━┛
2.沙质粘土:覆盖在一级阶地上,颗粒组成不均,粉沙量较多,可见到大于0.25mm颗粒,沉积厚度1.0~3.0米,前缘岩性转变为粘质沙土,其下为沙及沙卵石层,并加有厚的砂质粘土层,该阶地地层剖面自上而下见下表。
三、近代冲积层:分布在河漫滩阶地上,一般为中细沙,灰白色,成分以石英、长石、云母为主,掺有矿物,可见少量砾石、卵石,为近代沉积物。