第一节 地质地貌(1 / 1)

宁夏地理 张春来 3849 字 20天前

一、大地构造基本轮廓

由龙首山南麓向东延伸,经牛首山北麓、罗山东麓和六盘山东麓的深大断裂是一条重要的大地构造线。以此为界,将宁夏及邻区分为两部分,北、东侧为中朝准地台,南、西侧为昆仑秦岭地槽褶皱区[1]。昆仑秦岭地槽褶皱区系古生代祁连地槽的一部分。寒武系、奥陶系和志留系为巨厚的海相复理石建造、碎屑岩—碳酸盐建造,局部夹火山岩建造。加里东运动中晚期,北祁连地槽褶皱回返。华力西运动中,香山、烟筒山、卫宁北山、牛首山等地区成为山前拗陷,接受了晚古生代沉积。泥盆系为河湖相碎屑岩建造和山麓磨拉石建造。石炭系为海相和海陆交互的碎屑岩含盐建造、碎屑岩—碳酸盐岩建造和含煤建造。二叠系为杂色陆相碎屑岩建造。印支运动使山前拗陷褶皱隆起。晚期燕山运动中,六盘山地区急剧沉降,断陷盆地中堆积了巨厚的山麓相、河流相与湖相杂色和红色碎屑岩建造。中朝准地台基底为太古界变质岩系,盖层为中—上元古界碎屑岩—碳酸盐岩建造及冰水—冰碛建造。寒武系和奥陶系海相碎屑岩—碳酸盐岩建造和碳酸盐岩建造,石炭系海陆交互相含煤建造,二叠系陆相含煤建造和碎屑岩建造,三叠系陆相碎屑岩建造,侏罗系陆相含煤建造和碎屑岩建造,白垩系陆相碎屑岩建造,古近系—新近系陆相红色碎屑岩建造和含盐建造。上、下古生界之间为一区域性假整合面,除局部地区有晚奥陶世沉积外,广大地区缺失上奥陶统、志留系、泥盆系和下石炭统地层。

从中元古代开始,地台发生分化。沿石嘴山—银川—固原—平凉一带逐渐形成一个北南向的条带状裂陷,即鄂尔多斯西缘拗陷带,其东、西两侧构造边界分别为车道—阿色浪断裂与贺兰山西麓断裂。寒武纪、奥陶纪时,拗陷带发展到高峰,贺兰山南段寒武—奥陶系厚达5700m,并具槽、台过渡型特征。晚奥陶世至早石炭世,拗陷带受东西向挤压,隆升为陆。中、晚石炭世再度沉降,一些地区遭受海侵,形成海陆交互相含煤建造。二叠纪海水退出,转为内陆断陷盆地并延续到侏罗纪。晚期燕山运动使该拗陷带褶皱隆起,形成纵贯北南的造山带,成为鄂尔多斯盆地与吉兰泰盆地、六盘山盆地的分水岭,控制着东、西两侧的早白垩世沉积。

拗陷带西侧为阿拉善断块,是地台上长期处于剥蚀状态的坚硬而稳定的地块,缺失早古生代和大部分晚古生代地层,晚石炭世至二叠纪仅局部地区发育陆相碎屑岩和火山岩。拗陷带东侧的鄂尔多斯断块,也是地台上长期稳定而坚硬的地块,古生代沉积很薄,缺失晚奥陶世至早石炭世地层,中生代大幅沉降,早白垩世成为巨大的内陆盆地。

经历了多期构造运动以后,至晚期燕山运动,宁夏及其毗邻地区形成了北南向、东西向、北北东向及北西或北北西—北西西向四组区域性断裂。这些断裂为新生代构造演化和活动构造的形成奠定了基础和边界条件。

二、新构造分区及其特征[2]

始新世以来,在青藏块体向北东推挤作用的影响下,鄂尔多斯西缘拗陷带开始了新一轮的裂陷作用。燕山运动形成的古贺兰山隆起解体,其一部分陷落成为银川地堑,而鄂尔多斯西缘拗陷带银川地堑以东的部分则与鄂尔多斯台拗拼接,组成了新的鄂尔多斯块体,贺兰山隆起和银川地堑、吉兰泰盆地组成的盆岭构造,成为环绕鄂尔多斯块体断陷盆地带的一部分。而在区域的南部,以鄂尔多斯块体西缘的北南向构造和阿拉善断块南缘的近东西向构造为边界,先存的北西西、北西和北北西向断裂在新的构造活动进程中逐渐形成了一系列向北西撒开,向东南收敛,弧顶指向北东的弧形构造(图2-1)。

图2-1 新构造分区图[3]

根据新构造运动特征,本区可划分为华北和青藏两大块体,前者由阿拉善和鄂尔多斯两个次级稳定地块以及夹在其间的银川—吉兰泰拉张断陷区组成。牛首山以南的弧形挤压—走滑构造区则为青藏块体北东缘的一部分。

(一)银川—吉兰泰拉张构造区

银川—吉兰泰拉张构造区由北东、北北东走向的两堑夹一垒平行排列组合而成,地貌上分别为山地和盆地。其形成和发展受同向正断层所控制,显示有右旋水平位移的分量。

贺兰山高耸于银川地堑和吉兰泰盆地之间,为一典型的拉张型地垒式断块山,两侧均由断裂控制,总体走向北东30°,海拔一般为2000~3000m,最高峰3556m,分水岭偏于山体的东侧,顶面较平坦。两坡不对称,西坡长而缓,沟谷比降小;东坡短而陡,沟谷比降大,与东侧盆地之间高差2000余米。

银川地堑的基底为古生界地层,自始新世出现雏形以来持续下沉,堆积了巨厚的新生代地层,新生界厚度7000m,其中第四系可达2400m。其古近纪湖盆和第四纪盆地的东、西边界均为北北东走向的正断层控制。

吉兰泰盆地的基底主要由太古界变质岩构成,盆地底面西陡东缓,新生界之下有下白垩统地层,新生界厚度2000~3000m,其中第四系厚度约400m。盆地内部构造简单,地壳厚度变化不大。地壳深部构造简单。

(二)青藏块体北东缘弧形构造区

牛首山及其以南、罗山以西是弧形构造展布区。每一列弧形构造都由断块山和压陷型盆地组成,地貌上山脉、盆地相间排列呈弧形延伸,山地高程由南向北逐渐降低。活动断裂分割山地和盆地,走向自西向东,由北西西或近东西逐渐过渡为北西、北北西,甚至近北南,平面上呈现为向北东突出,向北西撒开,向南东收敛于六盘山地区的弧形。弧形断裂早期表现为逆冲活动,从早更新世中晚期开始,北西西、近东西走向段开始左旋走滑活动,断裂带东段则以褶皱和断层逆冲方式吸收西段的走滑量[4],弧形构造带的平面形态显示了所在块体向北东推进的态势,断裂活动强度有向北东减弱的趋势。

(三)鄂尔多斯地块

鄂尔多斯地块是中国大陆中最为完整和稳定的地块之一,于中生代末结束了大型内陆拗陷的历史。渐新世末—中新世初,该块体整体抬升成为台地,台地高出银川盆地200~300m,台地面由东向西和缓倾斜,以平岗和宽谷相间排列为特征。由于长期处于剥蚀状态,台地上第四纪松散沉积物很薄。块体内活动断裂不发育。整体性缓慢抬升是该块体新构造活动的表现方式。

(四)阿拉善地块

阿拉善地块是一个长期隆起且构造性质相当稳定的构造单位。其基底为太古代阿拉善群。在其边缘和内部的部分地区,存在中—晚元古代长城系—青白口系地层,为海相碳酸盐岩和碎屑岩。整个古生代和三叠纪以隆起为主,中生代形成一些断陷盆地,堆积了早、中侏罗世的河湖相含煤地层,白垩纪发展为拗陷盆地,到新生代,其东部在北西—南东向的拉张作用下断陷为北东向的吉兰泰盆地,其余部分稳定抬升。

上述新构造特征不同的区域中,鄂尔多斯和阿拉善地块均为新构造活动微弱的稳定区域。银川—吉兰泰地区和牛首山以南为新构造活动强烈的区域,但其新构造特征截然不同。前者主要活动断层和盆地为北北东走向,活动方式为正断层兼有右旋,显示拉张环境;后者显示为弧形构造,活动断裂的北西西走向段以左旋走滑为主,为青藏断块区北东缘的重要组成部分。

三、活动断裂[5]

宁夏及邻区活动断裂十分发育,且类型多样。按走向和性质可划分为北北东、北南向断裂、北西西—北北西向弧形断裂和东西向断裂。

北北东、北南向断裂包括:第一,巴音乌拉山东麓断裂和狼山山前断裂。巴音乌拉山东麓断裂北起乌兰敖包北东,向西南经艾来陶勒盖、毛盖图西、准嘎顺、达来呼都格,止于和屯盐池一带,长150km,总体走向NE20°~40°,倾向南东或北西,倾角60°以上,由活动特征不同的东、西两支组成。狼山山前断裂沿狼山南东麓展布,由狼山口向南延伸至敖龙布鲁格附近,长约160km,走向NE55°,向南东倾斜,倾角60°~70°,构成临河断陷盆地的北西构造边界。第二,桌子山断裂带。该断裂带北起内蒙古磴口南乌兰布拉格附近,向南沿千里山西麓经哈让贵乌拉和千里山钢厂东,过千里沟后经凤凰岭和岗德尔山西麓延伸到三道坎东,总体呈北北东走向,长约70km。第三,阿拉善左旗断裂。该断裂南起滴水,向北经白石头、阿拉善左旗城区,过苏木图镇后隐伏于腾格里沙漠,长约83km。第四,贺兰山东麓断裂带。该断裂带北起正谊关,沿贺兰山东麓向南西曲折延伸,止于头关,长约125km,为银川地堑的西侧构造边界。断裂西侧是高耸的贺兰山,东侧为盆地,断裂两侧地貌对照强烈。第五,黄河断裂带。该断裂带北起石嘴山市惠农区南东,沿南偏西方向过红崖子、陶乐、月牙湖、临河堡而后折南,经灵武东山西麓止于大泉附近,长160km,构成银川地堑的东侧构造边界。断裂以东为台地、低山,以西为银川平原,第四纪以来断层两侧垂直差异运动显著。第六,银川—平罗断裂。该断裂隐伏于银川平原中部,北起黄渠桥附近,向南经平罗、姚伏进入银川市兴庆区东部,再向南穿过永宁县城,总体走向北北东,倾向北西,倾角70°左右,为银川古近纪沉积盆地的东侧构造边界。第七,芦花台断裂。该断层北起石嘴山市东,向南偏西经暖泉东、芦花台西进入银川市西夏区,延伸到东大滩附近,长约80km,是古近纪断陷湖盆的西界。西夏区以北断层走向北北东—南南西,以南转为近北南走向。

北西西—北北西向弧形断裂包括:第一,牛首山—罗山—固原断裂带。该断裂带为中朝准地台与祁连地槽褶皱系的分界,也是新构造分区的边界。分为三关口、牛首山北东麓和罗山东麓三段。三关口段断裂呈北西走向斜截贺兰山南段山体,长约20km,其北侧的贺兰山体较高,南侧显著降低。牛首山北东麓断层段由南、北两支断层组成,南支分布于山地与台地之间,称牛首山北东麓断层;北支处于台地与平原的分界位置,称关马湖断层。罗山东麓断裂走向近北南,长约50km,在西泉以北插入红寺堡新生代盆地。第二,烟筒山断裂带。该断裂分布于烟筒山东麓和窑山西麓,向南东延伸至云雾山一带,长约150km。第三,中卫—同心断裂带。该断裂带横贯宁夏中部,西起甘肃景泰白墩子以西的小红山,东止于同心以南,长约220km,呈弧形展布,弧顶位于红谷梁附近。断裂南西侧为山地,北东侧以黄河为界西段为山前拗陷,东段为断陷盆地。第四,窑洞水—五佛寺断裂带。该断裂带东起宁夏中卫石岘子,西至景泰娃娃水,全长110km,总体东西走向。断裂东段为窑洞水断层,长约40km,断层南盘为寒武系构成的香山主峰区,海拔2400m,北盘第四系广布,局部出露泥盆系,为海拔2000m左右的夷平面。西段为五佛寺断层,长50~70km。第五,海原断裂带。海原地区的北西西向褶皱和断裂形成于加里东中晚期的构造运动,在后续的海西—印支期以及燕山期构造形变中,逐渐形成了一条宽大的逆冲断裂系,其总体走向北西西。新近纪末的喜马拉雅运动以来,该断裂系中的一些断裂重新活动,发展成为海原活动断裂带。海原活动断裂带西起甘肃兴泉堡,东到宁夏固原哨口,全长约237km,早更新世末至中更新世初以来以左旋走滑为特征。在海原断裂带的东端,为近北南走向的六盘山,上新世以来,其构造变形以顺山体走向分布的逆冲断裂活动及其伴随的褶皱为主要特征,是海原走滑断裂带东端发育的一个挤压变形区。

东西向断裂主要为正谊关断裂带。该断裂带横贯贺兰山北段,西起贺兰山西麓本坑附近,向东经宗别立山间盆地北侧,至正谊关南干沟口,长约60km。该断裂带经历了多期构造变动,早期以挤压逆冲为主,并右旋错断了北南向、北北东向的断裂和褶皱。第四纪以来表现为左旋走滑活动。断层北盘为太古界变粒岩、片麻岩和混合岩,南盘为太古界、中—晚元古界和古生界。

四、断陷盆地[6]

断陷盆地是地震活动的重要场所。区内的断陷盆地主要有两种类型:一种是拉张型;另一种是压陷型。前者主要分布于银川—吉兰泰拉张构造区;后者出现于弧形构造区。

(一)拉张型断陷盆地

1.银川地堑

银川地堑北起石嘴山,南至青铜峡,长160km,最宽处55km,以永宁为界,北部走向北北东,南部走向北南。其东、西两侧和北部边界均为正断层控制,西南边界为逆断层。盆地内部两条隐伏的北北东向正断层控制了古近纪盆地的发育。自始新世出现断陷盆地雏形后,地堑持续下沉,堆积的新生界厚度超过7000m,其中古近系3600m,新近系2500m,钻孔揭示的第四系最厚大于1609m,石油地震勘探推断的第四系最大厚度为2400m。

2.吉兰泰盆地

吉兰泰盆地位于贺兰山以西,巴彦乌拉山以东,走向北东—南西,长140km,宽70km,磴口—本井隐伏断裂和巴彦乌拉山东麓断裂分别控制其东、西两侧边界。吉兰泰盆地向北与临河盆地连为一体,界线不甚清楚;南界位于和屯盐池东西向一线,该线以南,古近系和新近系有较为广泛的出露。

(二)压陷型盆地

1.中宁—红寺堡盆地

中宁盆地西起山河桥、胜金关一线,东到白马,南以恩和、鸣沙一线以南的波状台地为界,北为中宁北山山前丘陵。盆地中心大体位于中宁—鸣沙之间,盆地长轴呈北东方向展布,长32km,宽12km。第四系最厚部位沿黄河南岸分布,断陷最深部位,第四系厚度为388.6m。红寺堡盆地位于烟筒山与罗山之间,长轴呈北东向展布,盆地内新近系和古近系产状平缓,第四系沉积厚度不大。

2.中卫—清水河盆地

中卫盆地展布于卫宁北山和香山山地之间。西起沙坡头—上河沿一线,东止于余丁—泉眼山一线,东西长约48km,南北宽20km。盆地北部为黄河冲积平原,南部为香山北麓冲洪积台地。盆地内第四系厚度超过300m,岩性较粗。清水河盆地在李旺以南走向近北南,以北走向北北西,长约180km,宽5~13km,第四系厚度变化较大,大约10~400m。

3.兴仁堡—海原盆地

兴仁堡盆地镶嵌于香山和黄家洼山之间,走向北西,长57km,系第四纪封闭盆地。盆地北东侧边界为断裂控制,沉积中心位于兴仁堡西,第四系厚约439m。海原第四纪盆地展布于南、西华山北麓,走向北西西,长约65km,宽12km,南界为海原断裂带,北侧可能亦为断裂控制,沉降中心位于山前地带。

五、地貌特征

(一)地貌格局

受地质构造和区域应力场的控制,宁夏地貌格局以北西走向的牛首山—青龙山断裂为界,呈现明显的南北差异[7]。

牛首山—青龙山断裂以北,贺兰山地、银川平原、陶灵盐台地自西而东依次排列,平行展布,组成带状地貌格局,山地、平原、台地之间以拉张型或张扭型断裂为界(图2-2)。

断裂以南,北面是东西走向的卫宁北山,东面是由罗山、青龙山、窑山、云雾山组成的南北向山地,在它们所围限的宁夏南部广大地区,展布着三列弧形断块山地和两列断陷平原。由北东向南西,第一列弧形山地包括窑山、烟筒山、泉眼山和卫宁北山南缘山地,第二列弧形山地包括清水河西侧山地和香山山地,第三列弧形山地包括月亮山、南华山、西华山;一、二列弧形山地之间挟持中卫平原(卫宁平原西部)和清水河平原,二、三列弧形山地之间镶嵌着兴仁平原和西安州平原。弧形山地两麓边界为挤压型或压扭型断裂。由北东向南西,弧形山地的曲率逐渐减小,长度依次增大,高度逐渐升高。三列弧形山地在东南汇聚于六盘山,向北西撒开。弧形山地与其间的平原组成弧形地貌格局。弧形山地与外围界山(卫宁北山、牛首山、罗山、青龙山等)之间分布着中宁平原(卫宁平原东部)、红寺堡平原、韦州平原。因而,在宁夏南部呈现出山地与平原相间分布的地貌景观(图2-3)。

图2-2 宁夏北部地貌剖面图[8]

图2-3 宁夏南部地貌剖面图[9]

(二)地貌类型

根据宁夏山川地貌的展布特征,将宁夏地貌划分为山地、丘陵、台地、平原、沙漠五种类型,即五种基本地貌单元,其地貌级别相当于中国地貌类型序列中的第三级及以下。地貌单元以地名加形态和成因命名,但有些地貌单元的命名沿用了宁夏习惯用法(见表2.1和图2-4)。

表2.1 宁夏地貌单元划分及面积[10]

续表

宁夏山地面积共10836km2,占全区总面积的20.92%。山地海拔1500~3500m,属中低山。贺兰山、罗山、六盘山分别为北、中、南部的最高山。贺兰山主峰敖包疙瘩是宁夏最高峰,海拔3556m。

宁夏黄土丘陵属中国黄土高原的一部分,分布于麻黄山北缘—青龙山、罗山、烟筒山、香山等山地南缘一线以南的广大地区,面积16081km2,海拔1700~2100m。该区沟壑纵横,切割剧烈,水土流失严重,生态环境脆弱,生产力水平很低,是中国极贫困地区之一。葫芦河流域属陇中山地与黄土丘陵区,黄土堆积于古近系或新近系红岩丘陵之上,滑坡极为发育,滑坡体阻塞河道而形成的堰塞湖较多。葫芦河西以梁、峁、丘陵为主,河东以梁状丘陵为主。清水河流域与泾河流域属陇东黄土高原与丘陵的西缘,黄土堆积始于中更新世,黄土含钙质结核,红色古土壤条带不明显。黄土堆积之前古地形比较复杂,清水河以西地区为丘陵,以东地区为山地,彭阳县境的泾河流域为台地或准平原。现今黄土地貌继承了古地形的基本特征。

除黄土丘陵外,宁夏还分布红岩丘陵,主要分布于牛首山西麓及中宁县鸣沙、白马一线以东地区和石空以北的卫宁北山山前地带,总面积约1574km2,为由古近纪和新近纪红层组成的丘陵,上覆薄层中、上更新统及近代黄土和风成沙,海拔1300m左右。

陶乐、灵盐台地位于鄂尔多斯高原西南边缘宁夏中东部地区,呈低缓丘陵状,面积9285km2。陶乐台地在中生代时是鄂尔多斯盆地的一部分,新生代隆起,台地基座为古近纪渐新世红层,上覆较薄的第四纪沉积物,地表广为风沙覆盖,流沙以新月形沙丘和链状沙丘为主。

宁夏有大小平原7个,面积共13329km2。最大的银川平原面积为7615km2,最小的西安州平原仅87km2。主要分布在中北部地区,是在新生代断陷盆地地质构造基础上,由河流冲积与山麓洪积而成的。由于地质构造条件不同,平原地貌特征呈现一定差异。银川平原位于贺兰山与鄂尔多斯高原之间,北北东向延展,新生代时期受北西-南东向拉张构造应力作用,处于持续沉降状态,面积大,长宽比小,第四纪沉积物厚千余米,河流阶地不发育,地势平坦,坡降极小,湖沼众多,潜水位埋藏浅。卫宁平原、清水河河谷平原、兴仁平原、西安州平原、红寺堡平原和韦州平原,或夹持在弧形山地之间,作北西-南东走向,或镶嵌于弧形地貌的外围界山之中,呈近北南走向,新生代时期,受北东-南西向挤压构造应力作用,成为总体隆升区中的相对沉降带,面积小,长宽比大,第四纪沉积物较薄,河流切割较深,阶地明显,地面坡降较大,潜水位埋藏较深。

图2-4 宁夏地貌略图[11]

沙漠仅见于中卫西、北部,地处腾格里沙漠东南缘,占全区面积的1.34%。此外,尚具丹霞地貌、峡谷和河曲等特殊地貌类型,大多具有地学旅游价值。

宁夏地貌类型的分布具有相对集中的特点,丘陵和83%的山地分布于南部,台地和57%的盆地或平原分布于北部。因此,以丘陵和山地为主体的南部地区,与以盆地或平原为主体的北部地区构成了区内最大的两级地貌阶梯。南部地貌阶梯内,三列弧形山地由南西向北东逐渐降低,形成三个次级地貌阶梯(表2.2)。

表2.2 宁夏各级地貌阶梯及其海拔高度[12]