甘州区图书馆

第一节 地层
  一、前第四系
  张掖地层发育较齐全，岩浆活动强烈，地质构造复杂，矿产资源丰富。该区域下古生界特别发育，并以巨厚海底火山喷发岩为特征。侵入岩以早古中代中深成花岗岩类为主，次为中基性、超基性岩类。构造则由一系列NWW-SEE向的紧密挤压褶皱和冲断层组成。
  （一）前长城系龙首山群（Anchln） 为一套中深级区域变质岩系，主要分布在西部一带，分南北两带沿北西—南东方向展布。北带出露于雅儿河脑至北大河一带以及金龙河、沙龙地区；南带西起刘口峡，东经黑大坂，沿讨赖山南坡延至阴凹槽黑山附近。分上下两个岩组。下岩组以片麻岩和各类片岩为主，夹大理岩、白云岩，局部混合岩化，变质较深；上岩组以片岩和碳酸盐为主，变质较浅。储存有磁铁矿、白云岩矿和大理岩矿。出露厚2100～3700米。
  （二）长城系（Chzh） 主要分布在吊大坂、龙孔、古浪峡一带。由朱龙关群下岩组含铁复理石建造和上岩组碳酸盐岩—火山岩建造或火山岩—复理石建造组成。岩性主要为粉砂质板岩、细砂岩、夹有含砾砂岩和硬砂岩、碳酸盐岩、硅质岩、火山熔岩等。
  其中下岩组是主要的含铁地层之一，“朱龙关式”铁矿赋存于下岩组中。与蓟县系平行不整合接触。储存有变质型铁矿和白云岩矿，不整合于前长城系野马南山群之上，出露厚1022～6900米。
  （三）蓟县系（Jxdn） 主要分布在马营河脑以西，岩性以浅变质的海相碎屑岩为主，夹碳酸盐岩及火山岩。可分上、中、下三统，下部为玄武岩、细碧岩、灰岩、砂岩夹碧玉岩，产朱龙关式沉积变质铁矿；中部为碎屑岩；上部为灰岩、白云质灰岩夹碎屑岩，其顶部产规模巨大的沉积变质型铁矿（桦树沟铁矿）。与下伏地层均呈整合接触，储存有变质型镜铁矿，地层厚690～1880米。
  （四）震旦系（Z） 主要分布在合黎山七坝泉和龙首山前沿地带，出露范围小。
  岩性主要为灰绿色含砾千枚岩夹粉砂质千枚岩、灰白色白云质灰岩、灰黑色粉砂岩质、炭质千枚岩等。与上覆浅变质岩系之间为角度不整合接触。部分地区在后期二长花岗岩侵入（V42c）的外接触带，常储存有萤石矿。与下伏地层呈角度不整合接触，地层总厚1323～4813米。
  （五）寒武系（〓） 主要出露中寒武统黑茨沟群，分布在祁连山山区大岔牧场南—宝瓶河牧场一带，大黄山、龙首山南缘有零星分布。主要为中基性～中酸性火山岩夹灰岩及铁矿层。岩性为灰黑、灰绿色粗碎屑岩和千枚岩、凝灰板岩、火山碎屑岩、中基性凝灰岩夹硅质岩、大理岩或结晶灰岩及少量安山岩。中部储存有铁、锰矿和黄铁矿型多金属矿产。与下伏地层呈角度不整合或假整合接触，地层总厚大于4720米。
  （六）奥陶系（0） 该系在本市分布极广，发育完整，尤以火山岩为主，总厚度达1800米以上。其中下奥陶统阴沟群分布广泛，为一套火山岩、碎屑岩建造，产铁、铜、金、磷矿产。可分南、北两带，北带分布于玉门—肃南地区，分三个岩组。下部、中部碎屑岩组，上部火岩组。南带沿讨赖山南坡分布，主要为碎屑岩夹中基性火山岩。中奥陶统妖魔山组沿走廊南山、冷龙岭带状展布，属浅海相碳酸盐岩。岩性为巨厚的结晶灰岩夹薄层灰岩及少量板岩和中基性火山岩。在金瑶岭以东为中堡组，岩性为碎屑岩及灰岩。上奥陶统南石门子组分布在南石门子及肃南寺大隆一带，为浅海相中基性火山岩建造、碎屑岩建造。
  （七）志留系（S） 境内志留系发育，沿寒武、奥陶系两侧呈带状展布。岩石组合以浅海相—滨海相碎屑岩为主，次为碳酸岩。火山岩在下、中统内零星可见。其中下志留统在北祁连西段，可分为上下两部：下部为小石户沟组，上部为肮脏沟组。主要分布在童子坝河—金瑶岭一带。岩性主要为砂砾岩、砂板岩、局部夹凝灰岩等。下至中志留统主要分布在肃南水关河一带。下部为碎屑岩建造，上部为中基火山岩建造。本统地层与汞锑金矿关系密切。中志留统泉脑沟山群出露于洪水坝河水域，属浅海相碎屑岩建造。岩性主要为碎屑岩夹礁灰岩、生物碎屑岩夹礁灰岩、生物碎屑灰岩。上志留统旱峡群分布于肃南县城周围，岩性为紫红色碎屑岩夹灰岩、泥岩、页岩。
  （八）泥盆系（D） 主要分布在肃南县青龙、民乐县扁都口—西大河及榆木山一带，属滨海相山间拗陷磨拉石建造。岩性为紫红色块状砾岩、砂砾岩夹硬砂岩、石英长石砂岩等，不整合接触。
  （九）石炭系（C） 主要分布在北祁连山前沿地带，属海、陆交互相含煤建造。
  下石炭统以浅海和滨海相灰岩、泥灰岩为主，夹石英砂岩、炭质页岩和煤层，厚160米左右。中石炭统以海陆交互相粗碎屑岩为主，厚150米左右。上石炭统以海陆交互相和湖滨相的灰绿色、暗紫色、紫红色中粒砂岩，灰黑色薄层粉砂岩，灰白色含砾粗砂岩、石英砂岩、夹炭质页岩和煤层组成，厚160米左右，与下伏地层呈不整合接触。龙首山地区石炭系在区域动力变质作用下形成不同程度的变质岩系。主要有黑云斜长混合岩、黑云斜长片麻岩、绢云千枚岩、变细粒硬砂岩、二云母片岩、绢云母石英片岩、硅质白云岩、大理岩及结晶灰岩，总厚度达5400米左右，与下伏地层呈角度不整合接触。
  （十）二叠系（P） 境内二叠系发育齐全，与石炭系往往相伴出露，在山丹、民乐、高台、肃南等地区出露较好。形成于2.48～2.86亿年之间。二叠系下部以陆源灰绿色中细粒砂岩、粗砂岩、沙砾岩和砾岩为主，北部龙首山地区受海底火山喷发影响，夹流纹质熔岩和凝灰岩，厚220米；上部为陆源紫红色粗砂岩、砾岩及含砾粗砂岩，北部龙首山地区夹粉砂岩、细砂岩及流纹质熔岩和凝灰岩，厚383米，与下伏地层呈连续沉积。
  （十一）三叠系（T） 主要分布在河西走廊及祁连山前山地带，形成于2.13～2.48亿年之间。三叠系中下部为陆源紫红色、浅灰绿色含砾砂岩夹黄绿色砾岩、粉砂岩及灰黑色砂岩；上部为紫红色砾岩、砂岩夹灰白色、灰黑色粉砂岩及炭质页岩，总厚2180米左右，与下伏二叠系呈假整合接触。
  （十二）侏罗系青土井群（Jzg） 零星分布在榆木山、高台北山及祁连山前山地区。侏罗系青土井群形成于1.63～1.88亿年之间，是境内另一成煤期。本市缺失上统和下统，仅有中统青土井群沉积。其岩性为灰白色、浅黄绿色细粒粗砂岩、夹页岩、炭质页岩及煤层，厚130米左右，与下伏地层呈角度不整合接触。
  （十三）白垩系新民堡群（K1xn） 主要分布在河西走廊及祁连山山前和龙首山、合黎山、大黄山地区。白垩系在本市缺失上统，仅沉积下统新民堡群，形成于0.975～1.44亿年之间。新民堡群下部为灰色、浅红色含砂岩、沙砾岩、砾岩及褐红色泥岩夹黄绿色、灰色、蓝灰色泥岩、页岩、粉砂岩，厚859米；上部为紫红色砾岩及紫灰色、青灰色、灰白色沙砾岩、泥质砂岩夹泥岩、岩质页岩和薄煤层，厚1336米。与下伏地层呈角度不整合接触。地层中储存有石膏和地沥青。
  （十四）新第三系（N） 主要分布在河西走廊及山间盆地广大地区，境内缺失老第三系。新第三系形成于248～2460万年之间。上第三系中统白杨河组（N1b）上部为红色砂岩、橘红色泥岩夹石膏，中部为棕红色砂岩、泥岩夹砂岩和石膏，下部为暗紫红色、棕红色泥岩、砂岩互层。总厚454米，与下伏地层呈角度不整合接触。下第三系上统疏勒河组（N2S）下部为杂色砂岩、页岩、泥岩、砾岩，中部为棕红色砂岩、粗砂岩、砾岩、泥岩、砂质泥岩，上部为灰黄色砂岩、砾岩夹棕红色泥岩、砂质泥岩。总厚710米左右，与下伏地层呈角度不整合接触。地层中储存有沉积型优质石膏。
  二、第四系地层（Q）
  境内第四系分布范围广，覆盖面积大，沉积厚度也大，时代齐全，成因类型多。
  （一）下更新统玉门组（Qp1PL—fgL） 主要分布在祁连山、龙首山、大黄山山前平原区及丘陵区。玉门组是在距今73～248万年之间沉积的。其岩性为一套洪积和冰水洪积的杂色砾岩、砂砾岩和砂岩。砾石分选性及磨圆度较差，砾石直径粗大，为泥质、钙质等胶结，局部坚硬。厚度变化较大，一般200～300米，最厚可达700米以上，与下伏第三系呈角度不整合接触。
  （二）下更新统坝格楞组（QP1aL—L） 主要分布在河西走廊绿洲区下部，地表出露范围较小。坝格楞组成因类型属冲积、湖积，与玉门组为同期异相沉积。其岩性为橘黄色泥岩、砂质泥岩夹中细砂及砂砾石，多为钙质半胶结。地层厚150～300米，与下伏第三系呈不整合接触。
  （三）中更新统下酒泉组（Q2PPL） 主要出露在马营河、摆浪河、元山子一带及榆木山、龙首山山前、民乐永固、肃南红湾寺、马蹄寺等地区。下酒泉组是在距今20～
  73万年之间沉积的，其岩性为洪积的巨厚砂砾卵石，泥质半胶结，较疏松。是境内地下水主要含水层之一。地层厚200～300米，与下伏地层呈不整合接触。
  （四）上更新统上酒泉组（Q3PaL—pL） 广泛分布在祁连山、龙首山、大黄山、榆木山山前的大片戈壁地区及山区现代沟谷两岸。上酒泉组是在距今1.2～20万年之间沉积的，为冲积、洪积灰色砾卵石。山前颗粒粗大，向绿洲区逐渐变细，并夹有薄层亚砂土、亚黏土及粉细砂，构成多层结构地层。岩石松散，无胶结，层状水平，是本市主要含水层之一。地层厚30～50米，与下伏地层呈不整合接触。
  （五）全新统（Qh） 境内全新统广泛分布，成因类型较多，岩性、岩相复杂，是在距今1.2万年以来形成的。按成因类型划分如下：
  1.冲积砂土、沙砾卵石（QhaL） 分布在黑河及山区沟谷两岸，由水流冲刷、搬运、堆积而成。多呈二元结构，即上部为亚砂土，厚1～3米，是现代耕植层；下部为砂砾卵石，厚10～20米，是浅层潜水的主要含水层，与下伏地层呈嵌入不整合接触。
  2.残坡积层（Q2hL—aL） 广泛分布在基岩山区，北部的合黎山地区最为发育。岩性以碎石为主，成分就地取材，因地而异。多为棱角状，直径大小不一，厚0.5～1米。
  3.洪积层（QPLh） 主要分布在祁连山、大黄山、龙首山、榆木山山前及山间盆地洪积扇裙地带及暂时性水流的河谷内，由洪水冲刷搬运堆积而成，岩性复杂。主要由亚砂土、亚黏土砂砾石、砂碎石、卵砾石等组成，地层厚3～5米。
  4.湖积层（QLh） 零星分布在张掖城区东部和北部乌江、大湾、蓼泉、鸭暖及高台城区北部、黑泉等地的泉水溢出带、湖泊地区。湖积层是在湖水作用下和地下水溢出后大量植物繁衍腐烂堆积而成。岩性为黑色、灰黑色淤泥质亚砂土、亚黏土、淤泥、泥炭等组成，富含大量腐殖质及植物根系，局部形成泥炭和草炭，厚一般2～3米。
  5.风积层（QeoLh） 主要分布在高台北山、明花滩、鸭暖、平川、蓼泉、西城驿、朝元寺等地。风积层是在风的吹扬和搬运下沉积松散、流动性很大、对人类工农业生产威胁较大的中细砂。多呈垅岗状沙丘、新月形沙丘、平坦沙地和丛草沙堆分布，高一般5～10米，最高可达30米以上。
  6.化学沉积（Qch） 主要分布在高台盐池及西碱场等地。化学沉积是地下水在强烈蒸发作用下水中化学成分遗积地表而形成的。其岩性主要为食盐、芒硝、钾盐、石膏等。化学沉积物厚一般1～1.5米，最厚可达3米左右。食盐和芒硝是全市第四纪主要矿产之一。
  第二节 岩浆岩
  一、火山岩
  市内火山岩在空间上明显呈现带状展布，并严格受构造带的控制，可划分为北、中、南三个带，分别相当于北祁连山优地槽褶皱带内的三个Ⅲ级构造单元。区内铜硫矿床多与火山岩有关。
  二、侵入岩
  本市侵入岩属早古生代构造岩浆区。其特点是早古生代岩体沿北西向断裂或褶皱展布，并与同期火山岩共同组成一套优地槽型的岩浆序列；基性、超基性岩体呈链状群绵延成带，具明显的方向性，属同期构造线型侵入体，各类岩体剥蚀程度中等—较深。
  （一）酸性岩类 较大岩体共有十余个，多呈岩基和岩株产出。面积数平方千米至数百平方千米不等，侵入于下古生及前寒武系地层中。岩石类型有花岗岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩。典型岩体有柴达诺、金佛寺、百大坂、东大坂、莲花山等地。一般岩相分带不明显，岩浆分异程度较差。酒泉、肃南等地热液型铁、铜、多金属、钨、钼等矿产及永昌东大坂—百大坂一带的稀有分散元素矿化与本期酸性岩类期后热液活动有关。
  （二）中性岩类 此类岩体较少，规模也小。测区东段主要分布在永昌马营河一带（褶皱带北侧）；测区西段主要发育讨赖山南侧，即位于石油河脑—黑大坂—讨赖山以南。岩体多呈长条状，严格受北西向构造所制约，一般岩体宽1～5千米，长数千米至数十千米，常呈小岩株或岩枝产出。主要岩石类型有闪长岩、石英闪长岩和石英正长岩等。
  （三）基性至超基性岩类 早古生代基性—超基性岩在北祁连中、西段非常发育，主要分布在上河青—雪大坂一带、白泉门—寺大隆一带、吊大坂—讨赖山—小孔龙一带，其间分布大小超基性岩体几十处，其中含铬超基性岩约6处。在空间位置上明显地受北西向压性区域深大断裂带控制。各带内岩体大小不等，均沿断裂或层间裂隙延伸，为典型的线状侵入体。单个岩体形态有扁豆状、透镜状、不规则囊状或脉状，成群产出，其中长条状线型岩体最为常见。围岩为古生界，部分为前古生界。
  第三节 构造
  境内南北分属两个不同的大地构造单元，北部以前震旦系片岩、片麻岩、白云质大理岩、石英岩为基底的震旦系及其之后沉积地层为盖层的中朝地台阿拉善台块；南部和中部为昆仑—秦岭地槽褶皱系的北祁连褶皱带和走廊过渡带，在屡次构造运动影响下形成一系列地向斜、地背斜及断裂构造和断陷盆地。特别是第四纪以来，新构造运动使祁连山、龙首山、大黄山、榆木山急剧上升，成为年轻的中华式高大险峻山体及山前沉降剧烈的断陷盆地。在区域地质构造格局控制下，南部和北部地层岩性、变质作用和岩浆侵入及矿产分布差异较大，褶皱、断裂和新构造运动特征也不同。
  一、褶皱
  境内地层经受前加里东期、加里东期、海西期、印支期、燕山期、喜山期6次主要褶皱构造运动，形成复杂的地向斜、地背斜和短轴背斜、短轴向斜。
  （一）北祁连褶皱带肃南褶皱束 位于境内南部，南侧以深断裂与祁连中间隆起带相邻，北侧至祁连山山前深断裂带，由数条地向斜及地背斜组成。这些褶皱构造主要发育在古生界及中新生界中，褶皱轴走向以北西方向为主，两翼不对称，向南东和北西方向延伸，有时被走向为北东至南西方向的断裂构造错断。自南而北主要褶皱有：
  1.托勒山地背斜 分布在托勒山一带，呈北东南西向展布。由前长城系变质岩构成褶皱轴部，两翼倾角为60°～80°。
  2.祁青—分水梁地向斜 分布在珠龙关河及黑河上游一带，褶皱轴呈北西南东向展布。由白垩系、侏罗系、石炭系构成地向斜轴部，往往形成负地形，两翼倾角20°～40°
  3.素珠链峰—柴达诺山地背斜 分布在祁连山主峰及其以东地区，由前长城系深变质岩及寒武系浅变质岩构成地背斜轴部，背斜轴走向为南东北西向，其间扭动后呈近东西向，两翼紧密，倾角70°～80°。
  4.青山—白泉门地向斜 分布在祁连山北坡，自青山经白泉门向东延伸240千米。由白垩系、三叠系及石炭系构成地向斜轴部。地向斜呈北西南东延伸，两翼不对称，南翼缓，倾角38。左右，北翼陡，倾角70。左右。
  5.鞑子梁—老君山地背斜 分布在鞑子梁—呼拉海达坂—老君山一线。由寒武系及志留系组成地背斜轴部，走向为北西南东，断续延伸220千米，两翼较缓，倾角10°～30°。
  （二）走廊过渡带 位于境内中部，北侧以龙首山山前深大断裂为界，南抵祁连山山前深断裂。其间发育有一系列短轴背斜和短轴向斜，主要有：
  1.榆木山复式背斜 分布在榆木山一带，由紧密相连的2条背斜及1条向斜组成，由奥陶系及志留系组成复背斜主体。褶皱轴走向为北西—南东，两翼倾角50°～80°。
  2.牛毛山复式背斜 分布在东牛毛、西牛毛山及白羊沟地区，由5条背斜、4条向斜构成。褶皱轴延伸方向为南东—北西。由奥陶系、志留系构成褶皱主体，两翼不对称，倾角50°～80°。
  3.大黄山复式背斜 分布在大黄山一带，由2条向斜和1条背斜构成，由寒武系变质岩组成复背斜主体。褶皱轴走向为北西—南东，延长11～15千米，两翼开阔、对称，倾角60°～70°。
  4.吴宁寨背斜 位于山丹县吴宁寨以西地区，由白垩系砂岩、砂质泥岩构成褶皱主体。背斜轴延伸方向为北西—南东，两翼对称，倾角35°～40°。
  5.平坡向斜 位于山丹县平坡一带，由2条背斜、1条向斜组成。向斜由寒武系、石炭系、二叠系、三叠系组成褶皱主体。褶皱为短轴状，轴部向北西方向延伸，两翼平缓，倾角一般为20°～35°。
  6.新坝—皂矾沟向斜 位于榆木山以南至祁连山山前地区，由第四系中更新统、上更新统组成向斜轴部，第四系下更新统及第三系疏勒河组构成向斜两翼。向斜轴走向为北西—南东，两翼基本对称，倾角30°～50°。轴部平缓，向东南方向倾没。
  （三）阿拉善台块 位于境内北部的龙首山及合黎山地区。龙首山地区发育有1条复向斜，合黎山地区发育有20余条短轴褶皱。
  1.龙首山复向斜位于龙首山地区，其南侧以山前深大断裂为界，北面以山前中、新生界凹陷为界，呈南东—北西向延伸。复向斜由下石炭统的变质砂岩、板岩、千枚岩和中上石炭统的结晶灰岩等组成，两翼陡，倾角60°～75°。
  合黎山地区的短轴褶皱发育在前震旦系、震旦系变质岩及白垩系沉积岩中。褶皱轴走向以北西或北北西方向为主，北东走向为数极少，且多集中于七坝泉一带。
  2.金塔南山背斜 位于双井子北11千米，背斜轴部和两翼均系白垩系砖红色沙砾岩和砂质泥岩。背斜轴走向为北东和北东东方向延伸，呈弧形向北西凸出，两翼倾角10°～25°。
  3.石板墩向斜 位于高台盐池北15千米，由白垩系砂岩、泥质粉砂岩构成。向斜轴近东西方向延伸，两翼倾角20°～30°。
  4.慕少梁向斜 位于慕少梁一带，由白垩系砂岩、粉砂岩组成。向斜呈东西方向延伸，长17千米左右，两翼倾角35°～40°。
  5.金洞子山背斜 位于金洞子山一带，背斜由前震旦系石英片岩和片麻岩组成。背斜轴呈北西方向延伸，两翼倾角50°～55°。
  6.七坝泉向斜 位于七坝泉萤石矿一带，由震旦系石英片岩和石英砂岩组成。向斜轴呈北北东—南南西展布，两翼倾角60°～70°。
  二、断层
  本市区域构造有北祁连北缘深断裂、走廊过渡带断裂、龙首山深大断裂。主要深断裂有：
  （一）北祁连北缘深断裂 沿走廊南山、冷龙岭北麓展布，属压性断裂。断裂带形成于中寒武世，构成北祁连优地槽与走廊冒地槽的分界。北祁连褶皱沿该断裂向走廊过渡带仰冲。沿断裂带有少量基性、超基性岩零星分布。
  （二）走廊南山北坡深断裂 西起寺台子北，经石居里、青羊岭、冷龙岭向东延伸，形成于早奥陶世初期，属张性断裂。沿断裂带发育下—中奥陶统的火山硅质岩建造，并有加里东晚期基性、超基性岩侵入，组成蛇绿岩套。
  （三）黑河深断裂 沿朱龙关河一线发育，形成于中寒武世早期，北祁连优地槽的寒武纪地向斜即沿该断裂发育形成，属张性断裂。沿断裂带发育了寒武系和下奥陶的火山硅质岩建造，并发育基性、超基性岩。
  （四）讨赖山深断裂 沿讨赖山展布，到玉石沟、川刺沟一带。沿断裂带分布有长城系朱龙关群火山硅质岩建造，并有超基性岩体侵入。断裂带活动始于晚元古代，震旦系时一度闭合，到早古生代又重新活动。
  （五）北祁连南缘深断裂 形成于下奥陶统，构成北祁连优地槽与中祁连隆起带的突变式分界线。由于该断裂带与黑河深断裂、讨赖山深断裂的联合作用，在北祁连地槽南部形成一条堑壕式裂陷带，控制了下奥陶统火山硅质岩建造的发育。
  （六）走廊过渡带断裂 北邻华北地台阿拉善台隆起南缘的龙首山拱断束。次一级构造为甘泉南向斜和大黄山背斜，其褶皱自西向东由340。渐变为310°，它控制了侵入岩和断裂构造的空间变化和走向变化。主要有前窑—瞭高山隆起、平坡复向斜褶皱带。
  在该带中有前窑、平坡、庙底、老窑等煤矿产出；断裂有曹家口子—小柳沟走向逆断层，长15千米。沿断裂有曹家口子蚀变岩型金矿、小柳沟铅锌矿分布。
  （七）龙首山深大断裂 分布在龙首山南北两侧，属逆冲断层。以走向北西西向为主，次为北北西向及少量的北北东向断裂。沿断裂破碎带混合岩化发育，褐铁矿化较普遍，有热液型的铁矿（化）点。
  第四节 地质构造变化
  远在19.5亿年以前，河西走廊是一片汪洋大海，后来发生强烈的阿拉善运动，敦煌—阿拉善古陆形成，张掖市北部和龙首山一带随之上升为陆地，走廊地带和祁连山区仍然是一片海洋。到中晚元古代（距今19.5—6.15亿年），北部龙首山一带经长期剥蚀之后下沉为浅海，沉积厚达2000多米的蓟县系碎屑岩。到震旦纪时，祁连海槽进一步扩大，气候变冷，出现了冰川期，走廊南山、龙首山一带为海水覆盖，形成海洋型的冰川沉积地层。震旦纪末期发生强烈的托莱运动，祁连海槽褶皱隆起，张掖全部上升为陆地。进入古生代后，祁连海槽又发生几次海侵和海退；到奥陶纪时，发生古浪运动，阿拉善古陆抬升，南部祁连海槽中部隆起，形成祁连古陆。走廊南山为北祁连海槽。这种北部为古陆、南部为海槽的形势一直到泥盆纪末，发生祁连运动，中祁连古陆急剧上升，北祁连海槽不断缩小，并沉积具有磨拉石堆积特征的“老君山砾岩”。晚泥盆世末，河西地区全部变为陆地。早石炭纪晚期，发生大规模海侵，北祁连海向北扩大，海水已达龙首山一带，并沉积海陆交互相的碎屑岩—碳酸盐岩建造。后来又发生几次海退、海侵，到晚三叠世时发生印支运动，北部山地、走廊地带及中祁连山地都形成，只是在中祁连山地与河西走廊之间保留一条东西向狭长湖盆。进入中生代后，由于印支运动，走廊南山西北东南向的高大山岭已经形成。侏罗纪时，北山及龙首山一带又下沉成为潮水盆地、湖泊及南部的山间盆地，由于气候温润、植物茂密，不少地区形成煤层。白垩纪以来，由于燕山运动，走廊地带及北部的潮水盆地继续下沉，加上气候干燥，形成红色、灰色河湖相的碎屑岩沉积。进入新生代第三纪以后，强烈的造山运动使走廊南山不断上升，走廊地带不断下沉，形成今天的山川大势。由于气候进一步变干，在祁连山山间盆地及河西走廊沉积红色、桔红色砂岩、泥质岩夹石膏、砾岩。第四纪以来，河西走廊及祁连山区经历几次冰期和间冰期气候的变化，在山前和走廊地带堆积厚度达几百米的冰川，河流堆积形成玉门砾岩和酒泉砾岩及风积黄土。全新世以来，由于气候进一步变干，湖泊干涸，风砂地貌形成，绿洲不断受到侵蚀。
  第五节 古地理环境
  第四纪以来，气候演变明显地反映在沉积物及古生物群特征上。祁连区玉门组表现为冰期堆积，南湖组表现为间冰期堆积；酒泉组下部地层表现为冰期堆积，而酒泉组上部地层呈现间冰期堆积。至于榆木山冰期堆积物，仅少量见于河西走廊南缘，大部分退至祁连山小区内，如在冷龙岭一带较清楚地形成几次寒冷期的堆积物（榆木山冰期、东沟冰期、三岔口冰期堆积物等）。全新统冲、湖积层及洪积层发育，见少量近代冰碛层，表现为冰后期堆积。在上述间冰期之前为寒冷气候期（玉门冰期）。更新世中期，以金沟动物群为主，属温暖干旱草原气候。在其动物群层位之下，即离石组下部可能属寒冷期（酒泉冰期）。更新世晚期以萨拉乌苏动物群为主体的萨拉乌苏组，为温带半干旱草原气候条件下的产物。更新世末期的马兰组（含少量哺乳类），反映寒温带干旱的大陆性气候特征。全新世早期以湖沼沉积层为主，应为温带气候条件；晚期以冲积层为主，与近代气候特征相近。北山地区第四纪堆积物不发育，其气候特征不明显。
  总之，张掖自第三纪亚热带气候以来，第四纪开始出现气候大变动时期。更新世可能出现4～5次寒冷期，这与我国华北平原气候演变有类似的情况，在寒冷期间出现4次温暖期。全新世属温暖期。