宜君县地质处于华北地台次级构造单元鄂尔多斯地台的南缘,是陕北构造盆地的组成部分,属祁、吕、贺山字型构造,在地质发育史上,属于比较稳定的地区。
一、地质年代
本县大地随次级地台演变,从原古代到古生代,地壳以上升运动为主;中生代以沉降为主,地理环境比较单一而稳定。在中生代白垩纪末、新生代早第三纪初(距今约7000万年左右),即燕山运动末期,鄂尔多斯地台斜向大面积上升,导致陕北与四邻断陷而形成湖盆,地台南缘断裂翘起;同时以隐伏断裂,同汾、渭盆地相连,并与关中盆地相分离,构成渭北山地和台原、陕北高原等地貌单元。县境南部和西部,由是造成一系列东西和东北向突起的弧状山地、频山山地和同方向的断裂层褶皱形沟谷,即县境西与南部中山高陵区,基本构成地貌的雏形。
晚第三纪时期,本地属北亚热带疏林地带,气候炎热,大部分地面及岩层受侵蚀、剥蚀和风化的夷平作用,使第三纪岩层呈不整合或假整合于中生代岩层之上,地表发展成为一个长期经剥蚀的物质外移的准平原地貌。
晚第三纪(中新世、上新世),强烈的喜马拉雅山运动波及本地。接着,第四纪的新构造运动承接前期地质运动的特点,使地台先后两次大面积地幅度不同地上升(第四纪中以掀斜的大面积间隙性上升构造运动为主),渭河盆地不断发生间隙性沉陷;加之,受气候多次冷暖交替的影响,从而使地貌不断变化;堆积了大量的黄土,形成相对明显的黄土台原或黄土低山丘陵、中山地貌组合体。陕北高原正是受新构造运动的影响,地面总局势向东南方向倾斜,形成今日向南及东流的水系雏形。后又经过各阶段的强烈变化,才演变成现代的水流格局。
在早更新世中、晚期气候转向干旱,加之风力的作用,使黄土广泛地整个填覆于老基岩之上,使地势在平面上的排列组合与现代地貌基本接近。从早更新世末到中更新世初,气候趋向湿润,因丰盛的流水作用的侵蚀、剥蚀,使沟谷溯源和下切增强,沟壑不断产生和发展,地面受到割切,地势起伏增大,丘陵、坡原趋向明显。到晚更新世末期,产生的马兰黄土广泛地堆积于老黄土之上。至此,自下而上由午城黄土、离石黄土、马兰黄土共同堆积组合了现代黄土地貌的格局。
全新世以来,由于地壳上升运动及河流下切的作用,县境部分地方岩层裸露,形成横剖面多为“U”字形的河谷及相互套接的沟谷。加之多变的气候因素,频繁的人类活动,使天然植被遭到破坏,水土流失增强,黄土塬区长期遭到侵蚀,不断向梁峁转变,沟谷密度亦逐步扩大。直到现在,宜君水土流失面积还占总面积的69.06%,达1036.95平方公里,年平均侵蚀模数1358吨/平方公里,是陕西省水土流失重点县之一。
二、地层
宜君高塬基本为黄土所覆盖。根据现在沟谷和一些山岭局部裸露的岩层情况分析,县境内较古岩层可见者最早的为三叠纪。现自下而上依次将其地层情况分述如下:
(一)三叠纪
1.下三叠纪(石千峰系)。本系岩层来自山西,经黄龙、洛川和黄陵东南入宜君,出露于县东南缘,西南行至大棋盘、云梦乡、庙山、淌泥河等处,延伸到铜川郊区红土、金锁。这种岩层多为页岩和薄层红色砂岩。本县境内厚度约100米。其下层与石碳二叠纪煤系为整合接触,上层与较新地层上三叠纪亦为整合接触,间或有过渡层存在。
2.上三叠纪(延长层)。此岩层由陕北高原绵延而来,经洛川境及黄陵东部和本县东部,西行到哭泉街南部至焦坪乡金牛、范市一带露头,岩隙中蕴藏有石油。本岩层整合覆于其下三叠纪红色砂页岩之上,总厚度约1000米。其底部接石千峰系,有一厚约40米之过渡层,为灰色砂岩、页岩与紫红色砂岩之互层,间有呈绿色之砂岩或页岩。再上,紫色砂岩、页岩绝迹,为灰色或灰绿色砂岩,中间夹有灰绿色砂质页岩。砂岩有斜层构造,粒细层薄,状似页岩。本层顶部为绿色块状砂岩,质硬,组织细密,有时亦夹有薄层灰绿页岩。
(二)侏罗纪
1.下侏罗纪(瓦窑堡煤系)。本系岩层经甘泉、富县、洛川西北、黄陵店头进入宜君西北部,向南到铜川郊区西部、耀县东北,其岩层多为灰色或灰绿色砂岩及页岩所组成,与其下部的延长层颇类似。总厚度约500米。砂岩的构造亦有呈斜层状者,且常夹有黑色页岩及煤层。含煤层之上,即本系之顶部,下有灰白色砂岩,有时成块状,厚度约100余米。
2.上侏罗纪(宜君层)。本系岩层在县城西南部5~30公里处分布很广,颇为发育,故名宜君层。本县境内多为灰色或红色砾岩、红色页岩。县城西5里为质软成板状的红砂岩;15~30公里处,有厚层粗粒砾岩。其底部与煤系接触,为红色或灰色砾岩。本层总厚度约70~160米。本层与下侏罗纪成假整合关系;与上层的白垩纪接触也是无角度的不整合。
(三)白垩纪(保安系)
本系自甘泉、富县、黄陵西部山区至本县西部消失,位于宜君岩层之上。其下部谓之洛河层,为质软易风化的块状砂岩;中部为层状砂页,砂石有时亦成斜层构造;上部为绿色及红色页岩和砂岩,红色岩层甚少。
以上所述,为第一类地层。
(四)上新统及洪积统:此为第二类地层,时代较新,无曲褶现象,结构基本成水平层次。
1.上新统红土。土呈鲜红色,粘性甚强。底部有坚厚褶岩一层,与前述第一类地层相接,露于地表者甚少。此土系风成层,概属平铺,无倾角。
2.含灰结核红土。全部为砂质壤土、壤土及粘质壤土,呈棕色或棕红色,富含石灰质结核(俗称料石),形状不一,常排列成层,与红土层相间平行,或成条带状构造,或间杂于红色土内。其成因和地质时代与红色土相同,统属上新世。
3.黄土。县境内地表除寺天、城关的部分山岭有红色土外,其绝大部分面积均为黄土层,广覆于红色土及其他古老地质之上。塬面和坡坬上普遍为黄土层,其中间夹有较薄的红色土一至数层不等,形为带状。总厚度原区大部分在100米上下,山区大致由宜君梁向西愈来愈薄。山梁最薄处仅有数米。黄土色黄质细,宜于农事。其成因为洪积后期风成沉积,生成时代久远,较红土生成时代寒冷而干旱,属地质史之更新纪时期。
4.近代冲积层。此层均分布于水系各干支流两旁。系原有岩层经风化而成细砂土壤或石子,或坡面堆积之土壤和其他风化腐植物质,由雨水河流冲移,沉积于河谷、沟道而成。冲积层厚者达20~30米。薄者1~2米不等。其间往往夹有厚度不一、时为囊状、时为层状的卵石数层。此种冲积层一般土质膏沃,最宜农事。如棋盘川、榆五川、山岔川等处皆是。但是有的地方却石砾混杂,不便耕耘,抗逆性能差。马场川等处部分土地即属于此种类型。