西安地質(zhì)概況
西安市兼跨秦嶺地槽褶皺帶和華北地臺(tái)兩個(gè)大的地質(zhì)構(gòu)造單元，巖相、構(gòu)造及地質(zhì)發(fā)育史各具特點(diǎn)，形成明顯的區(qū)域內(nèi)陸質(zhì)差異，特別是第三紀(jì)強(qiáng)烈的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，更使本地區(qū)地質(zhì)狀況復(fù)雜多樣。
區(qū)域構(gòu)造
【秦嶺地槽褶皺帶】 西安市境內(nèi)的秦嶺山地，地質(zhì)屬秦嶺地槽褶皺帶。它在距今6～8億年的前震旦紀(jì)仍屬淺海環(huán)境，沉積巨厚的碳酸鹽巖及泥質(zhì)巖類。自早古生代（距今5.7億年）以來，地殼升出海面，地槽褶皺隆起，經(jīng)多次巖漿侵入、斷裂發(fā)育、混合巖化作用及動(dòng)力變質(zhì)作用，特別是1.3億至1億年前伴隨強(qiáng)烈的構(gòu)造斷裂運(yùn)動(dòng)巖漿侵入，奠定了秦嶺地槽褶皺帶的地質(zhì)構(gòu)造格局。從距今300萬年前的第三紀(jì)末以來，秦嶺以塊斷作用為特征的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)十分活躍，山體北仰南俯劇烈隆升，大量斷裂發(fā)育并多沿山脈走向分布。秦嶺山地以0.7～1毫米/年的速率上升，渭河平原相對(duì)下降并接受巨厚沉積，累積垂直差異幅度約達(dá)萬米。
【渭河斷陷】 西安市北部的渭河平原以及驪山，地質(zhì)均屬華北地臺(tái)中的渭河斷陷。在遠(yuǎn)古地質(zhì)年代，與整個(gè)秦嶺均屬淺海環(huán)境，沉積巨厚的碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖類，至今仍為這一區(qū)域的基底巖相。早古生代以來與秦嶺一起脫海而出，開始長(zhǎng)達(dá)幾億年的剝蝕過程。在距今1.3億年前的燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期，這一區(qū)域南側(cè)產(chǎn)生斷面北傾的秦嶺斷裂，北側(cè)沿今北山地帶形成斷面南傾的鄂爾多斯地臺(tái)向斜斷層，渭河地塹初具雛形。第三紀(jì)以來，喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)使平原與兩側(cè)山體的升降差異顯著加劇，終于完成渭河斷陷發(fā)育過程，形成斷塊型復(fù)式地塹。在巨大的拗陷中，基巖上覆蓋沉積了厚達(dá)5500～6000米的巖屑、古代沖積、湖積、洪積相物質(zhì)以及風(fēng)積黃土，形成典型的新生界沉降區(qū)域。
驪山是渭河斷陷內(nèi)的特殊區(qū)域，地質(zhì)上稱之“驪山臺(tái)拱”，面積約60平方公里。山體以地壘構(gòu)成孤山，由于中生代花崗巖體侵入，形成復(fù)背斜構(gòu)造。在距今約300萬年前，受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，驪山不斷隆起并帶動(dòng)周圍抬升，同時(shí)受斷塊運(yùn)動(dòng)影響，形成由驪山依次向西南下降的黃土塬斷塊地質(zhì)構(gòu)造。
【豫西斷隆】 西安市東南境的藍(lán)田縣灞源、張家坪、新店子至輞川一線，是華北地臺(tái)南緣豫西斷隆楔入境內(nèi)的一個(gè)地質(zhì)區(qū)域，地質(zhì)巖層出露年代最為古老。這一地區(qū)在遠(yuǎn)古地質(zhì)時(shí)期形成地槽，經(jīng)回返運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量斷裂，成為原始華北地臺(tái)南緣。在距今10億～5億年前的中晚元古代時(shí)，華北地臺(tái)下降，這一帶處于濱淺海環(huán)境，沉積大量巖屑。距今約5億年前重新上升，形成復(fù)向斜褶皺山脈和斷裂。在距今300萬年前，受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，早期形成的斷裂復(fù)活，地形起伏增大，成為秦嶺、驪東南丘陵的組成部分。
地層系統(tǒng)
西安境內(nèi)陸質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，出露的沉積層與變質(zhì)巖地層幾乎包括遠(yuǎn)古至今大部分地質(zhì)年代。
【太古界】 距今約25億年前的太古界巖層分布于驪東南丘陵，由藍(lán)田縣張家坪—灞源—清峪廟一帶向西傾沒于渭河平原，為一套中深變質(zhì)的片巖、片麻巖等。
【元古界】 距今約24億～5.7億年的元古界巖層分布于驪東南丘陵及秦嶺山地。驪東南丘陵有白云母石英巖、夾絹云母石英片巖、大理巖。秦嶺山地出露地層有絹云母石英片巖、綠片巖、硅質(zhì)條帶大理巖、片巖，沿周至—藍(lán)田延伸，寬約10公里，為西安境內(nèi)出露的主要地層之一。
【寒武—奧陶系】 距今約5.7億～4.4億年前的寒武—奧陶系巖層在境內(nèi)有兩個(gè)區(qū)系，其中在秦嶺主脊呈帶狀向東展布，構(gòu)成秦嶺山地古老的結(jié)晶基底，有各種片麻巖和片巖。分布在秦嶺深處周至縣西南老縣城至長(zhǎng)坪一帶還有厚層塊狀白云巖。
【泥盆系】 距今約4億～3.5億年前的泥盆系巖層，分布于秦嶺山地周至縣境內(nèi)，有粘土質(zhì)巖、碎屑巖夾碳酸鹽巖和少量火山碎屑巖。下泥盆統(tǒng)巖層在本區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)。
【石炭系】 距今約3.5億～2億年的石炭系巖層分布于周至、戶縣一線秦嶺山地，有砂巖及少量火山噴發(fā)巖。
【第三系】 距今約6700萬～250萬年的第三系巖層，分布在驪山、驪東南丘陵及東部黃土臺(tái)塬區(qū)，多數(shù)埋沒于第四系沉積層下，僅在深切溝谷或山地邊緣出露地面，有紫紅色泥巖、灰綠砂巖、粉砂巖、灰白砂巖、褐色泥巖與深紅色粘土等。
【第四系】 距今約250萬年前至今的第四系地層，是西安地表出露最廣的地層，約占全區(qū)總面積的65％。渭河平原基本為第四系覆蓋。巖性為砂卵礫石為主的粗粒沉積和以黃土為主的土狀堆積，來源以風(fēng)積、沖積、洪積為主，也有冰川、滑坡重力堆積作用所致。沉積厚度由東南向西北漸增，平均厚度840米，早期有灰白色砂巖、粉砂巖、泥巖、午城黃土、礫石，中期有離石黃土、褐紅粘土、砂質(zhì)粘土、砂礫石、漂石，晚期有黃色砂礫卵石、粘質(zhì)沙土、砂質(zhì)粘土及馬蘭黃土等。
巖漿巖
西安境內(nèi)陸質(zhì)史上巖漿活動(dòng)以侵入作用為主，各地質(zhì)時(shí)期形成的巖漿巖均分布于秦嶺山地與驪山一帶。
【加里東運(yùn)動(dòng)期侵入巖】 距今5.7億～5億年前的加里東運(yùn)動(dòng)時(shí)期，在秦嶺山地出露地表的巖種有黑云母花崗巖、閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)砏巖、含輝橄欖巖、蛇紋石化橄欖巖等。
【華力西運(yùn)動(dòng)期侵入巖】 距今約5億～2.3億前的華力西運(yùn)動(dòng)對(duì)本區(qū)影響不大，出露地表的巖種主要分布在秦嶺山地深處太白山一帶，有輝長(zhǎng)巖、輝綠巖及變質(zhì)片狀角閃巖。
【印支—燕山運(yùn)動(dòng)期侵入巖】 距今約2.3億～6700萬年前的印支—燕山運(yùn)動(dòng)期，是秦嶺山地巖漿活動(dòng)最頻繁劇烈的時(shí)期，形成出露面積較大的巖體。周至縣西南巖體面積60平方公里，為黑云母花崗巖。以太白山為中心的太白巖體面積400平方公里，巖性為黑云母花崗巖和角閃石花崗巖，絕對(duì)年齡1.03億～1.41億年。八里坪巖體分布于戶縣八里坪至長(zhǎng)安黃羊壩一帶，出露面積約100平方公里，為黑云母花崗巖，絕對(duì)年齡1.41億年。輞川花崗巖體位于藍(lán)田縣藍(lán)橋鎮(zhèn)牧護(hù)關(guān)以東，出露面積280平方公里，屬中?；◢弾r、似斑狀角閃花崗巖，絕對(duì)年齡8500萬年。藍(lán)田花崗巖體位于驪東南丘陵的灞源、張家坪一帶，出露面積210平方公里，屬黑云母花崗巖，絕對(duì)年齡8500萬年。驪山花崗巖體分布于臨潼驪山，面積26平方公里，其上覆蓋第三系沉積，屬黑云母花崗巖及片狀石英閃長(zhǎng)巖、角閃花崗巖。
地質(zhì)斷裂構(gòu)造
由于地質(zhì)運(yùn)動(dòng)劇烈，境內(nèi)各區(qū)域斷裂帶及斷層發(fā)育。
【秦嶺地槽褶皺帶區(qū)域】 秦嶺地槽褶皺帶斷層多為走向斷層，主要有：
秦嶺北側(cè)山前大斷裂，西起周至縣西駱峪，東至藍(lán)田縣湯峪附近，向東向西延伸出境外。這一斷裂是秦嶺與渭河平原的分界，斷面傾角50°～70°，屬南升北降高角度正斷層，破碎帶寬百余米，有清晰的斷層面及廣泛分布的角礫石。斷裂的地貌標(biāo)志清楚，高聳的秦嶺與盆地突然相接，沿?cái)嗔逊植紲厝Ｋ纬捎谘嗌竭\(yùn)動(dòng)晚期，喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)時(shí)期活動(dòng)加劇，其產(chǎn)生發(fā)展對(duì)形成渭河地塹有深刻影響。
翠峰山—李家院斷裂，沿周至縣翠峰山、田峪，至藍(lán)田縣與商洛交界的李家院東西向展布，境內(nèi)長(zhǎng)約150公里。斷裂帶分布一系列中新生代構(gòu)造槽地沉積，糜棱巖帶寬50～200米。這一長(zhǎng)期活動(dòng)的斷裂產(chǎn)生于前震旦紀(jì)，在晚古生代以前以壓扭性為主，之后基本上為張扭性。
太白山—八里坪斷裂帶，為太白縣白云到商南大斷裂帶的中段，在西安市境內(nèi)長(zhǎng)約85公里，是北秦嶺加里東褶皺帶與中秦嶺華力西褶皺帶的分界斷裂。發(fā)生于加里東運(yùn)動(dòng)期，具壓扭性特點(diǎn)。在戶縣木子坪地區(qū)多條斷層分枝組成向南傾角60°～80°的斷裂帶，破碎帶寬10～20米。
庫(kù)峪斷層，展布于長(zhǎng)安縣庫(kù)峪—草坪一帶，北西走向，長(zhǎng)42公里，斷面傾角60°～70°，破碎帶寬30余米，有強(qiáng)烈的炭化現(xiàn)象，屬形成于燕山運(yùn)動(dòng)期具有長(zhǎng)期活動(dòng)歷史的復(fù)活性斷裂。
爛店子梁—光禿山斷層，沿北東向展布于周至縣境南緣秦嶺山間，斷面南傾，傾角大于60°。斷層出現(xiàn)于早古生代，在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期也有活動(dòng)。
【渭河斷陷區(qū)域】 渭河斷陷區(qū)地表覆蓋層深厚，但基底隱伏斷層很多，以正斷層為主，分布雜亂，大體為北東、北西和近東西向，斷裂的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)明顯，對(duì)地震活動(dòng)和地貌格局有很大影響。主要有：
口鎮(zhèn)—關(guān)山斷裂帶，自涇陽縣口鎮(zhèn)至臨潼縣關(guān)山東西向橫穿渭河平原北部，由若干大致平行斜列的斷層組成，形成于震旦紀(jì)。早期呈壓扭性，晚近呈張扭性，為隱伏的活動(dòng)斷裂帶。下降速率2毫米/年，衛(wèi)星圖像上顯示明顯，物探表明屬重力異常密集帶。地貌形成明顯的黃土坡坎。斷裂帶主要由閻良—關(guān)山斷層、徐陽—田市斷層與永樂—零口斷層組成。
渭河斷裂帶，為被渭河河床掩伏的活動(dòng)斷裂帶，呈北東東向由寶雞—咸陽經(jīng)境內(nèi)至渭南，渭河基本沿此斷裂走向。這一斷裂帶是基底巖相的分界，以北為下古生界灰?guī)r，以南為元古界片巖及燕山期侵入巖。斷裂帶由一系列平行斷層組成，寬2～5公里，斷面近直立，斷距近千米。臨潼以東斷面傾角68°～70°。這是一條切穿地殼乃至上地幔的巖石圈斷裂，控制和牽動(dòng)次級(jí)斷裂的生成和發(fā)育。
驪山北麓斷裂帶，沿驪山北麓呈北東向展布，長(zhǎng)約27公里，東與太華山前斷裂帶相接，斷面北傾70°～80°。斷裂產(chǎn)生于前震旦紀(jì)，與中生代發(fā)育的北東、北西向兩組斷層共同將驪山抬升形成臺(tái)拱地壘。
余下斷層，由藍(lán)田縣焦岱西經(jīng)長(zhǎng)安縣引鎮(zhèn)、王曲、戶縣余下至境外，長(zhǎng)120公里，形成于前震旦紀(jì)，為關(guān)中盆地第三系地層分布的南界。它與秦嶺北側(cè)山前大斷裂帶平行組成階梯狀正斷層組，共同組成渭河斷陷的南部邊緣斷裂。
北西向階狀隱狀斷裂組，包括以下斷裂：驪山東北麓和西南麓斷層為驪山臺(tái)拱的邊界斷層，呈北西—南東向，形成于中生代后，規(guī)模不大，東北麓長(zhǎng)5公里，西南麓長(zhǎng)4公里。灞河斷層，沿灞河谷地展布，長(zhǎng)約50公里，新生代以來活動(dòng)顯著。浐河斷層，沿浐河谷地呈北西西向展布，長(zhǎng)約45公里，斷面下降形成白鹿原明顯高于少陵原的階狀地形。滈河斷層，沿河谷地呈北西向展布，長(zhǎng)約30公里，形成少陵原高于神禾原的階狀地形。河斷層，沿河谷地展布，長(zhǎng)約12公里，斷面傾向西南，斷層使下更新統(tǒng)錯(cuò)動(dòng)70余米。灃河斷層，沿灃河谷地延伸，傾向南西，西南側(cè)相對(duì)下降，成為西安凹陷最大沉降中心。啞柏?cái)鄬?，由周至縣啞柏向東南延伸到秦嶺，是渭河斷陷區(qū)的西緣斷層，長(zhǎng)約50公里，產(chǎn)生于中生代，至今活動(dòng)強(qiáng)烈，是西安地區(qū)主要發(fā)震構(gòu)造之一。
北東向階狀隱伏斷裂組，又稱臨潼—長(zhǎng)安斷裂帶，自驪山西側(cè)—長(zhǎng)安—灃峪與秦嶺相接，長(zhǎng)40余公里。它由三條平行斷面正斷層組成，寬達(dá)6公里。斷裂帶東南側(cè)為黃土臺(tái)塬相對(duì)上升區(qū)，西北側(cè)為渭河階地相對(duì)下降區(qū)，沿?cái)嗔阎黧w通過部位為重力梯度密集帶和地形陡變帶，且有地裂縫發(fā)生，是西安的又一主要發(fā)震地質(zhì)構(gòu)造。
【豫西斷隆區(qū)域】 豫西斷隆區(qū)斷裂復(fù)雜，但在西安境內(nèi)所占范圍較小。主要有：
太華山北側(cè)斷裂帶，由藍(lán)田縣焦岱循太華山前呈北東向至流峪，為傾向北西、斷距千米以上的高角度正斷層帶，形成于前震旦紀(jì)，至今活動(dòng)強(qiáng)烈，垂直差異明顯。
鐵銅溝—玉山斷層，由洛南延伸到境內(nèi)，經(jīng)藍(lán)田縣鐵銅溝、將軍廟、玉山進(jìn)入渭河平原成為隱狀斷層至藍(lán)田縣華胥鄉(xiāng)，長(zhǎng)約20公里，形成于古生代，晚近時(shí)期有左旋平移活動(dòng)。
焦岱—新店子斷裂帶，位于藍(lán)田縣境內(nèi)，走向東西，斷面北傾，傾角50°～85°，為一北俯南仰的正斷層。破碎帶寬20～50米，沿?cái)嗔褞в袩嵋旱V床生成。這一斷裂帶形成于前震旦紀(jì)，晚近活動(dòng)強(qiáng)烈，自第三紀(jì)以來具有明顯的垂直錯(cuò)動(dòng)兼有左旋平移性質(zhì)。
城市工程地質(zhì)
西安城市地形寬展平坦，坡度和緩，高出渭河河床20～40米。由于整體向北傾斜，位于城市以北的渭河河床緩慢北蝕侵移，即使汛期也不致對(duì)城市構(gòu)成威脅。
城市地質(zhì)構(gòu)造屬沉降凹陷區(qū)，基底片巖及花崗巖上覆蓋5500～6000米厚度的新生界沉積，其中第四系沉積厚914～1095米。地表上部有3～12米風(fēng)積黃土，其中部分具有較強(qiáng)濕陷性。在局部封閉低洼地區(qū)水位較高區(qū)域，黃土浸濕后結(jié)構(gòu)軟化地基下沉，易導(dǎo)致建筑物發(fā)生不均勻沉陷，在這些地域建造高層建筑需采取特殊結(jié)構(gòu)和施工措施。此外，由于長(zhǎng)期人類活動(dòng)，舊城區(qū)廣泛分布人工填土，結(jié)構(gòu)不均，規(guī)律性差。分布于塬邊坡腳處的晚近堆積黃土結(jié)構(gòu)松軟，壓縮性高，承載力低，對(duì)濕陷敏感。因新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)依然繼續(xù)，城區(qū)分布多條地裂縫帶，建造高層建筑時(shí)應(yīng)注意避開。
城市各區(qū)域的工程地質(zhì)條件大致如下：
1.西郊區(qū)：地表上部覆蓋5～12米黃土，其中濕陷性土層約3～5米，濕陷等級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)，屬非自重濕陷性場(chǎng)地，地基承載力一般12～18噸/平方米。下部為水位下飽和黃土，承載力8～12噸/平方米。再往下為亞粘土與砂礫層。
2.東郊北郊區(qū)：地表上部覆蓋8～12米新黃土，其下部為老黃土層。新黃土濕陷性較強(qiáng)，濕陷等級(jí)Ⅱ～Ⅲ級(jí)，局部地區(qū)具有重濕陷性，地基承載力一般15～20噸/平方米。
3.南郊區(qū)：地表上部覆蓋約10米黃土，部分古河道區(qū)域夾有1～5米砂土層，地基承載力一般15～20噸/平方米。因亞粘土與砂層互為層狀交迭，砂層粒度粉、細(xì)、中砂不一，工程地質(zhì)須顧及砂層的地震液化性。
4.舊城區(qū)：地表上部覆蓋黃土約10米，地面以下2～6米之間普遍分布人工填土，多為碎磚瓦及垃圾，且有古墓分布。地基承載力約12～18噸/平方米，強(qiáng)度較低，差異較大。
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