第四节地质发展史

境内地质历史可追溯到20亿年前的长城纪。在漫长的地质历史时期中，地壳运动在各个阶段是不均衡的。地质历史的演化过程比较复杂，生物的演化也呈现由低级向高级的繁衍进化过程。

一、中晚远古代

大约在19.5亿年前，境内处于古老地块边缘活动构造部位，当时是一片汪洋大海，地壳在频繁振荡运动中大幅度沉降，并伴有火山喷溢，形成海相陆源碎屑岩——火山岩建造、陆源碎屑岩——碳酸盐建造及浅海陆棚——次深海碳酸盐——复理石建造、海相火山岩——复理石及碳酸盐——复理石建造，沉积物厚达4900～11300米。漫长的前中远古代发生多次地壳运动，使岩层发生强烈褶皱固结和变质，形成古老基底。该时期生物简单而贫乏。在龙首山地区，仅有少量很低级的穴面球形藻类，是境内一切生物的始祖。中、晚远古代(距今19.5～6.15亿年之间)是一个重要地中阶段和成矿时期，阿拉善运动使祁连海槽规模增大。长城纪早期，祁连海槽沉降较快，接受以复理石碎屑岩和基性火山岩为主的沉积，局部形成铁矿和铜矿。长城纪晚期转为稳定的浅海碳酸盐建造。沉积旋回底部有镜铁山式铁矿富集。该时期生物单调且贫乏。仅见有少量微古植物叠层石。在距今8亿年左右的震旦纪早期，晋宁运动使境内上升，海水退出，成为陆地。当时恶劣的严寒气候，境内第一次出现大陆冰川和海洋冰川。在大量冰块和冰筏剥蚀和搬运下形成大量冰碛物和冰湖沉积。震旦纪晚期气候转暖，冰雪融化，海水入侵，形成陆缘滨海和浅海陆棚，沉积物中含大量磷矿和重晶石。该时期微古植物较繁盛，主要有粗面单穴球形藻和大量叠层石，叠层石是境内植物的始祖。

二、早古生代(距今约6亿年左右)

使中祁连地区隆起和南北两侧的南祁连及北祁连拗陷形成，境内的北祁连海槽在早古生代也发育到鼎盛时期。寒武纪时期海水大规模侵入和中基性火山的喷溢，沉积浅海陆棚碎屑岩夹碳酸岩复理石建造及凝灰岩沉积。海底裂隙式中基性岩浆喷溢，形成与之有关的铜矿和多金属矿产。这个时期生物有了较大进化，三叶虫、腕足类及蠕虫等动物开始出现，并逐渐发展到鼎盛时期。奥陶纪时期北祁连海槽地区发生广泛海侵，海槽基底快速沉降，海底火山的喷溢，形成4000余米厚的浅海类复理石碎屑岩、中基性火山岩、细碧角岩及碳酸盐建造。海底火山沿深陷部位的走向断裂带喷溢，形成与之有关的矿产主要有铜、含铁碧玉岩、铁锰、磷及石灰岩矿。当时海水中浮游生物和三叶虫、笔石、腕足类等生物较多，珊瑚类也较繁盛。志留纪中早期，北祁连海槽继续沉陷，中基性和中酸性火山熔岩沿北祁连南侧的海底走向断裂带喷溢，沉积3000余米的浅海碎屑岩、碳酸盐和火山凝灰岩。当时生物种属单调，除笔石外，偶有三叶虫繁衍。晚志留世末，发生强烈的加里东运动的最后一幕——祁连运动，使祁连山一带地史发生划时代的变化，将巨厚的25900米早古生代及其更早的沉积层形成强烈褶皱和隆起，在强大的压应力作用下形成区域性的压性和压扭性断裂带。同时以酸性岩浆岩为主，伴随大量基性和中性岩浆岩沿着这期构造薄弱地带大规模侵入，区域性的低温动力变质作用形成低级绿色浅变质岩系。这期构造运动使北祁连山南缘的黑河深断裂带北侧出现长达150公里的高压形成的蓝闪石绿片岩带。从此，结束北祁连地槽相沉积，北祁连褶皱隆升成为山地。

三、晚古生代(距今4.0～2.5亿年之间)

境内地质构造运动发育不平衡。南部与北部相比差异较大，南部地区泥盆纪时期上升，普遍遭受强烈剥蚀，在祁连山北缘山前拗陷地带堆积有厚度达3500米雪山群山麓相磨拉石建造及河湖相沉积。这个时期生物有所发展，以腕足类和珊瑚为主，并出现大量鱼类和植物，石炭纪时期古祁连山区海水南北往复，时退时进，形成稳定的海陆交互相沉积。早石炭世早期，曾一度上升形成沉积间断。早石炭世晚期海水广为浸漫，古祁连山全被海水淹没。中石炭世海侵达到最大，与华北海连成一片。晚石炭世为海陆交互相含煤建造。石炭纪时期龙首山地区岩浆活动强烈，海底火山大量喷溢，形成海相类火山岩建造。早石炭世时期气候曾一度寒冷，成为地球史上第二冰期气候。中石炭世之后，气候逐渐转温暖湿润，生物有了发展。珊瑚和腕足类极为繁盛，高大而茂密的植物为煤的沉积提供丰富物源。二叠纪的地质历史基本上承袭石炭纪时期地史特征。南部古祁连山区仍为平静的海陆交互相沉积，沉积厚度较大的含煤建造。北部龙首山地区，岩浆活动仍然强烈，并有海底火山喷溢。二叠纪末，海西运动最后一幕的北山运动在古祁连山地区表现极为平静，但北部山区则表现强烈褶皱隆起，使龙首山一带石炭系及二叠系发生区域变质，海水从本区退出后再未进入北部境内。

四、中生代(距今大约在2.5～0.7亿年之间)

境内为陆相沉积，也未有岩浆侵入。三叠纪早期气候干燥，为紫红色山陆相及河湖相碎屑岩沉积。三叠纪晚期，气候转温暖湿润，降水较多，湖泊水域面积逐渐扩大，形成山间、山前盆地河湖相沉积。植被发育，高大茂密的乔木和灌木沿河湖及沼泽区分布，形成含煤建造。在温暖适宜气候条件下动物得到大量繁衍，主要有双壳类和肢介类。到早侏罗世气候转向干燥，形成山陆相和河湖相碎屑岩沉积。到中侏罗世及其之后，气候又转温暖湿润，降水较多，河湖水域范围扩大，植物繁茂，形成境内第二次主要成煤期。由于这个时期气候温暖湿润，绿色植被茂密，动物得到发展，特别是恐龙繁衍最快，迅速达到极盛时期。当时，天上飞的，地上走的，水中游的都是恐龙。早白垩世气候又转为热带、亚热带的暖湿——半干旱气候。当时在低洼区形成山麓河湖相红色碎屑岩沉积。主要矿产有石膏、黏土矿、膨润土矿、含铜砂岩、煤、铀及油页岩。动物主要有恐龙、鱼类、叶肢介及介形虫。早白垩世末的燕山运动第四幕使下白垩统及其以前地层发生褶皱，并上升形成山地遭受剥蚀，境内普遍缺失中、上白垩统的堆积。

五、新生代(距今约7000～248万年之间)

第三纪气候呈现炎热干燥和温暖湿润相间发展，形成红色碎屑岩类和化学类沉积。第三纪晚期，气候又转向温暖湿润，在河湖沿岸地区，植被发育，形成绿色的植物世界，为食草类动物提供丰富的食物，犀牛、长鼻类及三趾马动物群得到较快发展。248万年之后，全球进入第四纪冰期和间冰期气候，其特点是干冷和暖湿频繁交替发展，从此也出现人类。