石嘴山市图书馆 内容
石嘴山大地是70万回汉儿女及他们的先辈们生息、繁衍和栖息场所，对于这片古老而神奇的土地，其自然资源环境的形成和发展过程，有无史前古人类活动的踪迹，经过地质、地理、考古和其他有识之士半个多世纪的调查和不断寻觅，终于为我们揭开了其中奥秘。
石嘴山大地属于华北地块西缘的一部分，经历几度沉降、变化。大约在十几亿年以前（中晚元古代），包含有石嘴山大地在内的华北地块西缘开始了裂谷（古贺兰裂谷带）发展阶段。古贺兰裂谷带被认为是古秦（岭）—祁（连）海槽向北扩展形成的侧枝。初始阶段呈现滨海环境，出现原始的生命活动遗迹。大致在距今4.5亿年前的中晚奥陶纪，石嘴山大地随着华北地块整体上升为陆，裂谷消亡。到了晚古生代的初期石炭纪（距今3.5亿年左右），古贺兰裂谷带进入稳定下降阶段，再次受古祁连海槽的海水影响，形成滨海、泻湖相沉积环境，接受碎屑岩等沉积。海水分布范围的不断扩大，与华北东部海域进一步连通，大地更趋于稳定，出现大面积靠近海滨的湖泊－沼泽相环境，此时期植物繁盛，是本地区重要的成煤期。
二叠纪时期（距今约2.8亿年），石嘴山大地随华北地块整体抬升形成陆地，海水随之退出，陆相含煤沼泽相沉积仍继承了石炭纪时期的规模，成为本地区第二次重要的成煤期。
早三叠世（距今2.25亿年），华力西运动使全区上升成陆，造成沉积间断。中三叠世—侏罗纪（距今2.15亿～1.4亿年），在区内形成贺兰山山间断陷盆地。到侏罗纪早、中期，气候转暖，雨量充沛，植物繁盛，湖泊、沼泽发育，迎来宁夏地区第三次成煤期，此期在石嘴山地区形成了驰名中外的“太西煤”煤层。
新生代古近纪时期（距今约6500万年），受喜马拉雅造山运动的影响，银川地堑开始形成，贺兰山相对隆升，石嘴山大地地貌格局已具雏形。第四纪早更新世末期（距今80万～70万年），银川地堑内的河流等水体下切切穿青铜峡和石嘴山附近的山体后，向东与鄂尔多斯高原、阴山等地的水体相连后构成了古黄河的雏形，此时贺兰山上升幅度加剧，成为高程为1000～3500米的中、高山，鄂尔多斯台地仍为高平原景观。第四纪中、晚更新世（距今65万～10万年），由于黄河在不断迁移、改道和左右摆动冲刷的过程中，对银川平原的塑造、发展和形成起着极为重要的作用。陶乐台地出现活化，地形切割加剧，中间局部突起，贺兰山继续缓慢上升，黄河与银川平原轮廓已现，基本形成当今地貌格局。
石嘴山市境内在漫长的地质历史时期形成了煤、硅石、陶瓷黏土和矿泉水等丰富的矿产资源，与此同时，反映生物进程的遗迹与化石产地等也随处可见。早在4万～1.5万年前，石嘴山市地区就有人类生息繁衍，贺兰山东麓多处石器时代文化遗存和早期岩画的发现就是很好的证明。较有代表性的有：平罗暖泉、明水湖、高仁镇3处新石器时代遗址。
综上所述，石嘴山市大地处于银川平原北部，东临黄河，西靠贺兰山，位于“山河之交”。因引黄自流灌溉，素有“塞上江南”之美称。因煤、硅石等矿产资源丰富，“太西煤”闻名于世，是一座资源型工矿城市。西河桥古生物化石的出土，证实远古时代该地区林木繁茂的生态环境；石器文化和贺兰山岩画，反映了先民们在此生息和活动的悠久历史。
第一节 地质历史渊源
地质时期演变历程
浑沌初期 按照地质构造单元划分的意见，石嘴山大地属于华北地块西缘的一部分。通过运用近代地质学理论开展的野外调查和研究证实，远在30亿～20亿年，即国际地质年代命名的太古代时期，在贺兰山的王全口以北至正谊关、沙巴台及与内蒙古自治区交界处的柳条沟等地已有砂质和黏土质堆积，其厚度可达15000余米。当时，原始地壳尚处于形成初期的浑沌、朦胧阶段，地壳厚度小，断裂和岩浆活动频繁而强烈，代表地球深部物质的基性、超基性岩浆，也常常溢出地表或侵入已沉积的沙泥质沉积物中，形成诸如辉长岩、二辉
1．中基性火山岩2．砂、泥质沉积（夹少量碳酸岩）3．碳酸盐岩沉积4．深断裂5．情况不明地区
华北地区太古界下部原岩类型分布图
橄榄岩和橄榄岩等岩石类型。此时的华北地块，尚未连接成为一个整体，河北、山东、辽宁、山西和陕西等地沉积物和侵入其中的岩浆岩物质成分虽有许多差别，但构造地质环境雷同是可以肯定的。
至下元古代时期（距今18亿～20亿年），在各种地质作用不断加剧活动的过程中，处于高热流值和一定压力地质环境下的原始沉积物发生区域变质和动力变质作用，致使在常温常压状态下堆积的沙、泥物质在高温高压环境中呈熔融状态，普遍发生混合岩化和花岗岩化作用，从而形成了我们今天在贺兰山的上述地区经常见到的各类区域变质岩、花岗岩化和混合岩化岩石，如黑云斜长片麻岩、硅线石榴黑云二长片麻岩、混合岩化花岗岩和混合岩等。华北地块经历的此次地壳变动，被称为五台运动，对华北地块固化连片，最终形成陆块打下了坚实的基础。
几度沉降 华北地块在经历了两次巨大变动后，形成的统一块体逐渐趋于稳定，并上升成陆。在新的地质历程中，地块又开始酝酿与过去不同的运动发展目标。大约在十几亿年以前（中晚元古代），包含有石嘴山大地在内的华北地块西缘开始了裂谷（古贺兰裂谷带）发展阶段。所谓裂谷，按照板块学说理论，是指大陆型地壳的断裂作用，即在地壳和上地幔范围内形成的延伸很长的狭窄断陷带。
古贺兰裂谷带被认为是古秦（岭）—祁（连）海槽向北扩展形成的侧枝。初始阶段（中晚元古代）呈现滨海环境，有质纯的石英砂岩和碳酸盐岩（白云质灰岩、白云岩）堆积，广布于鄂博梁、红果子沟、塔什克梁、大武口沟等地。已出现原始的生命活动遗迹，例如叠层石和微古植物等，前者是生物活动的遗址，后者是低等藻类群体植物。在5亿年左右（寒武纪中期），随着海域面积的不断扩大，与华北东部海水沟通，在浅海和滨海环境条件下，形成碎屑岩（砂岩和页岩）和碳酸盐岩沉积，此时的海域内，繁殖着以三叶虫为代表的生物
类群。至距今4亿年左右的早、中奥陶纪，海水范围进一步扩大，形成沉积环境稳定、分布区域更为广泛、物质成分更为单一的厚层石灰岩沉积。大致在距今4.5亿年前的中晚奥陶纪，石嘴山大地随着华北地块整体上升为陆，裂谷消亡。
到了晚古生代的初期石炭纪（距今3.5亿年左右），古贺兰裂谷带进入稳定下降阶段，再次受古祁连海槽的海水影响，形成滨海、泻湖相沉积环境，接受石英砂岩、页岩、黏土岩、石灰岩等沉积，其底部尚有砾岩、铝土岩扁豆体。海水分布范围的不断扩大，与华北东部海域进一步连通，大地更趋于稳定，出现大面积靠近海滨的湖泊—沼泽相环境，此时期植物繁盛，海相石灰岩中动物化石丰富，见有头足类、双壳类、珊瑚类和苔藓虫等，是本地区重要的成煤期。上述夹有煤层的砂岩、页岩等岩石在石炭井、蚕特拉、王全口、红果子沟、正谊关、沙巴台和惠农区等地均有分布，总厚度为973.1米。
形成陆地 地球演化进入二叠纪时期（距今约2.8亿年），石嘴山大地随华北地块整体抬升形成陆地，海水随之退出。初期，陆相含煤沼泽相沉积仍继承了石炭纪时期的规模，二者岩石分布范围一致。二叠纪晚期，气候变得越来越干燥、炎热，植物也相对减少，此时河流相和山麓相堆积的粗碎屑岩增多，如砾岩、含砾砂岩、粗砂岩、长石石英砂岩等，同时伴有陆相火山岩分布，如熔岩、凝灰岩等，形成的岩石普遍为灰紫色或褐红色。
早三叠世（距今2.3亿年），华力西运动导致今宁夏全境上升成陆，造成沉积间断。中三叠世—侏罗纪，在区内形成贺兰山山间断陷盆地，最底部有山麓—河流相砂砾岩、长石石英砂岩等沉积，随即出现河流—湖泊相砾岩、砂砾岩、杂色砂岩、黑色页岩等较为完整的沉积旋回，在其岩石中发现淡水双壳类延川蚌等动物化石，植物化石有新芦木、枝脉蕨、拟丹尼蕨等。到侏罗纪早、中期，气候转暖，雨量充沛，植物繁盛，有银杏类、种子蕨类、有节类、苏铁类等，湖泊—沼泽发育，迎来又一次成煤时期，此期在石嘴山地区内形成了驰名中外的“太西煤”煤层。成煤期后，湖泊—沼泽环境相对减少，河流沉积增多，仍继续保持温暖潮湿气候，出现河流—湖泊相砂岩、粉砂岩和砂质泥岩沉积，此时有大型恐龙活动的踪迹，在宁夏灵武南磁湾一带已发现蜥脚类恐龙化石，相信在与之相邻的贺兰山山间盆地内应有其类似种群生存。
大地形成格局
新生代古近纪时期（距今约0.65亿年），受喜马拉雅造山运动的影响，银川地堑开始形成，贺兰山相对隆升，石嘴山大地地貌格局已具雏形。第四纪早更新世（距今约250万年），银川地堑强烈下陷形成古银川湖，贺兰山上升幅度加剧，成为高程为1000～3500米的中、高山，此时鄂尔多斯台地为高平原。第四纪中、晚更新世（距今约70万年），古银川湖逐渐消失，银川平原出现，陶乐台地活化，切割加剧，中间局部突起，贺兰山继续上升，黄河贯通市境范围，基本形成当今地貌格局。
贺兰山山地 贺兰山山体呈北东—南西向矗立于石嘴山市境西侧，境内贺兰山最高峰海拔3475.9米（主峰为3556米），面积1605.7平方公里，占石嘴山市土地总面积的30.24％。
贺兰山为典型的拉张型断块山，其东西两侧均被巨大的正断层控制，山体总趋势为南部高而西北低。大致以正谊关断裂为界，将贺兰山分为两部分，分别为贺兰山北段和中段（部分中段和南段已出市境）。
北段山体最宽，达60公里，长25公里，海拔一般为1600～1800米，山体被多条南北向宽谷穿切，山势低缓，山体主要由太古代的变质岩、混合岩和混合花岗岩组成，并有加里东期中基性岩脉穿插，仅边部有少量中、上元古代及古生代沉积岩分布。花岗岩在强烈物理风化作用下，常形成球状风化地貌。从正谊关沟到西伏沟是中段的一部分，由上古生代和中生代碎屑岩构成的复式褶皱带，向斜成山。“阶梯”状地形是中段东坡地貌的显著特征之一，大武口沟至汝箕沟，山体海拔分别为2000米、2300米、2500米的三级阶梯，其形成机制是有两条北东走向的正断层穿插其间。中段地貌有一定垂直分带现象，海拔3000米以上寒冻作用盛行，冻融地貌普遍；2000～3000米降水较多，林木繁盛，为流水侵蚀山地；2000米以下，植被稀疏，岩石裸露，为干燥剥蚀山地。
贺兰山东麓断裂带构成山体与银川盆地之间的分界断裂，该断裂至今仍在活动，对形成现代地貌景观起重要支配作用。东坡短而陡，沟谷比降大，最大相对高差2056米，山地与平原直接过渡。断裂带北起石嘴山西，沿贺兰山山前延伸，总体走向北北东，倾向南东，倾角60°以上。在红果子沟一带，因断裂的长期作用和两侧岩性软硬程度不同造成的风化差异，于山前形成明显的陡崖、断层崖等奇特地貌景观。如红果子沟瀑布前的巨石横空，造成100多米的水流落差和山前的三大自然台阶，白虎洞附近的怪石兀立等景观形象，均与东麓断裂的长期活动有着密切关系。位于红果子沟山前洪积扇上的断层陡坎，更是这一断层活动的有力证据。红果子断层陡坎和明长城错断位于包兰铁路惠农站南西8.5千米，红果子站北北西3千米的洪积扇上。断层陡坎共三条，西边的一条称西支断层，长500米，走向20°，倾向南东，倾角67°～80°，东盘下降；中间的一条为主断层，长1.5千米，折线状总体走向50°，倾向南东，倾角70°，东盘下降；东边的一条称东支断层，长710米，长城以北走向5°，以南走向约40°，呈向东突出的弧形。
明代长城走向北西—南东，长3.5千米，高约3米，顶宽1米多，在穿过西支断层和主断层处发生错断，分别称为西断点和东断点，在两个断点上，东盘的长城不但向下降落，而且向南错动，呈现右旋扭动，其水平位移量大于垂直位移量。
贺兰山自南向北，由于断裂构造和流水的相互作用及长期发展的结果，形成一系列形态各异、婀娜多姿的沟谷，大都延伸入贺兰山腹地，石嘴山市境内主要沟谷有大水沟、汝箕沟、归德沟、大武口沟、大王全沟、小水沟、红果子沟和正谊关沟等。沟谷的发育，增添了贺兰山山地的美丽景观，为洪水、山泉提供了宣泄及活动场所，也为人类的生存空间带来许多便利条件。平时是贸易交通要道，战时又成兵家必争之地。“朔方之保障，沙漠之咽喉”，充分概括了贺兰山在宁夏历史上的重要地位和作用。
黄河与银川平原银川平原位于宁夏北部贺兰山与鄂尔多斯台地之间，南起青铜峡，北至石嘴山，北北东向延伸约170公里，宽10～50公里，总面积约9761平方公里，由黄河冲积平原、山前洪积平原及南部花布山—庙山湖台地组成。石嘴山市境内的银川平原仅为银川平原北端的一部分。
山前洪积平原位于贺兰山山前一带，因长期洪流作用，在山前地带形成了由洪积扇群组成的宽广山前洪积倾斜平原，南北长81公里，宽1～8公里，面积约577.2平方公里。该区以110国道为界，由西向东分为上下两部分。上部从山脚及沟谷出口处，砾石堆积，植被稀疏，有效土层厚度仅20～100厘米，冲沟一般切割不深；下部为公路东到洪积、冲积交错处，地势稍平，土层较厚，土壤粒度较细，经多年开垦种植，大多已改造成农田和林园。区内是古、老、新各种洪积扇交错分布地区，由于新构造运动强烈，再加上流水切割和风蚀作用，形成了各种复杂形态的地貌组合。
新生代（距今约6500万年）以来的新构造运动，造成西部贺兰山和东部鄂尔多斯高原不断抬升，而位于二者之间的银川地堑由于受两侧断裂构造控制一直处于沉降状态，形成盆地和低洼地带。根据水往低处流的自然规律，盆地内的低地自然成为周围水源的聚集场所，从而有一段段的河流及众多类似湖泊的水体形成。上述处于封闭状态的水域直到第四纪早更新世末（距今80万～70万年），水流的下切作用切穿青铜峡和石嘴山附近的山体，汹涌水流向东与鄂尔多斯高原、阴山等地的水体相连后构成了古黄河的雏形，由此表明宁夏平原应与古黄河有着不可分割的渊源。
石嘴山市境内的黄河冲积平原西靠洪积倾斜平原，东接陶乐台地，面积2622.6平方公里，占全市土地面积的49.39％，主要是黄河两岸的冲积沉积物堆积组成，其次为湖积和风积物，土壤以灌淤土为主，海拔1090～1125米，地势平缓，由南向北坡降为1/6000～1/8000。经过多年的开垦利用，现为发达的农业区。因耕作历史悠久，素有“塞上江南，鱼米之乡”的美称。
黄河在漫长的地质历史发展进程中，受地球内部营力控制和科里奥利力（地球自转偏力）的影响，在银川平原大地内不断迁移、改道和左右摆动冲刷，这对银川平原的塑造、发展和形成起着极为重要的作用。经调查证实，上更新世（距今约10万年）黄河流经宁化寨、新市区、暖泉农场、高庙湖、石嘴山煤矿一带。暖泉农场以南现代地貌为上更新世冲洪积平原，应为黄河三级阶地，其上分布有多片沙丘或风蚀地，可能是黄河故道内的边滩或心滩。全新世早期，黄河游移在银川新城、明水湖农场、西河桥一线以东，金银滩、灵武、高仁镇、五堆子一线以西广大地区，本地区有黄河遗留下的二级阶地；沿蒋顶、增岗、五里台、西大湖、明水湖呈线状分布的洼地和湖泊，可能是黄河故道。全新世晚期（距今约1万年）贺兰山的强烈隆升运动，迫使黄河逐渐向东迁移，总的趋势是西岸堆积大于东岸。银川冲积平原上湖沼众多，或呈串珠状湖沼群沿黄河流向线状分布，它们很可能是黄河故道。宁夏历史上曾有“七十二连湖”之称，石嘴山市境内较著名的湖泊有：西大湖、沙湖、镇朔湖、明水湖、高庙湖等。石嘴山市境内的银川平原属最北端，因地势低洼，排水不畅，是土壤盐渍化较为集中的地区，强度盐渍化区主要分布在平罗西南和惠农南部一带，面积约500.75平方公里。20世纪90年代以后，灌区采取了以改造中低产田、粮食增产为目标的农业综合开发工程，使土壤盐渍化呈减轻趋势，目前这一项目仍在继续实施中。
陶乐台地 位于黄河东岸，为鄂尔多斯高原西缘部分，南北长93公里，东西宽5公里，面积504.5平方公里，海拔1130～1250米。台地基座为古近纪渐新统红层，上覆较薄的第四纪沉积物，地表广为风沙覆盖。台地北部地区分布有小卓子山、红渣子山、馒头山等低山丘陵，相对高差在100～150米，台地西缘冲沟发育，切割强烈，南部兵沟、青土沟等地已呈沟壑纵横的侵蚀丘陵、峡谷地貌景观，水土流失严重。
流动沙丘构成的河东沙地为最大的地貌类型，沙丘呈新月形和链状，高度在4～10米，呈南北向分布，东与毛乌素沙地相连，南北长60公里，在红崖子—陶乐县城一带宽20～25公里，在沙丘间洼地内分布较多湖泊，一般水质较好。
第二节 矿产资源形成
石嘴山大地在漫长的地质历史长河中形成了丰富的矿产资源，主要有无烟煤、烟煤、硅石、陶瓷黏土和矿泉水等。
煤炭
无烟煤 平罗县汝箕沟矿区所产无烟煤，质地甚佳，居世界前列。煤质素以“三低六高”闻名于世，“三低”是：（一）灰分低，精煤灰分只有1.79％～3.06％；（二）低硫，精煤含硫只有0.19％～0.37％；（三）低磷，原煤含磷在0.0026％～0.053％。“六高”是：（一）发热量高，原煤发热量达7920千卡／千克～7960千卡／千克，精煤达8686千卡／千克～8720千卡／千克；（二）比电阻率高，比电阻率为10.9欧姆／平方厘米，比一般无烟煤高1000～10000倍；（三）机械强度高，经转鼓试验，大于25毫米的块煤率一般在74％～86％间；（四）精煤回收率高，达88％，精煤灰分小于5％；（五）块煤率高，为70.68％；（六）化学活性高，温度达到1100℃，二氧化碳分解率为51.8％～78.4％，与冶金焦相差无几。1964年，以商品名“太西煤”（因产地位于中国煤都太原市以西，故名）进入国际市场，至今畅销不衰。“太西煤”可广泛应用于冶金、化工等方面的高炉喷吹、合成氨、烧结铁、活性炭、载体化学炭、代替石油焦做石墨制品、制石墨阳极等。
汝箕沟矿区含煤岩系为侏罗系中下统延安组（距今约1.8亿年），地层厚度约250米，在陆相沉积的砂岩、页岩中，共含煤9层，其中可采和局部可采煤层7层，可采煤层总厚度23～45.4米。编号为第二煤层属主要可采煤层，最厚可达80.4米，一般为11.90米，为巨厚煤层，分布稳定。
矿区地质构造由长轴呈北东—南西向延伸的向斜构成，由北向南划分为白芨沟、大峰沟和汝箕沟3个井田或露天矿段。
经研究证实，在距今约1.8亿年的早—中侏罗世，宁夏东部为鄂尔多斯大型内陆盆地的一部分，而西部贺兰山地区（即石嘴山市境范围内）古地理环境为小型山间盆地。盆地内有河流相、湖泊相沉积物堆积，自下而上由河床、河漫滩、沼泽、泥炭沼泽相韵律组成，为一套砾岩、砂砾岩、砂岩、泥岩夹煤层组成的多个岩石韵律组合。其实每一个沉积韵律即反映一个短暂的成煤期的形成。当时，全球气候温暖潮湿，植物进入又一个繁盛时期，且区内沉积构造环境保持相对稳定，为煤层的形成发展、堆积保存创造了十分有利的古地理条件。
“太西煤”与宁夏东部所产煤层成矿时代大致相同，均为早、中侏罗世，但二者之间的煤质特征有很大差异，“太西煤”的特高变质程度，认为是在成煤期后，贺兰山地区深部有岩浆热液活动所致的结果。这由地球物理探矿资料得到证实，在汝箕沟矿区大峰井田西侧和南侧发现有三处磁异常，显示深部有岩浆侵入体的存在。在含煤地层中和下伏晚三叠世延长组岩石中有大量的热液石英脉，井下亦可在煤层中见及小型石英脉，石英脉由上往下、由北向南逐渐增多，且石英脉中含有大量气、液包裹体，并使周围岩石遭受热液蚀变。延安组煤层的煤化指标挥发分（Vdaf）以大岭井田为中心，向北、西、西南方向逐渐增高，但总体仍为无烟煤。
汝箕沟矿区无烟煤，属煤层自燃现象比较严重的矿区之一。1941年，《宁夏矿产调查》记述，“闻该煤层在清朝同治年间起火，当时无人设法扑灭，乃向周围蔓延燃烧，至今尚有火七处，煤层因燃烧而塌陷，附近岩石裂缝甚钜”。起火原因是，“同治年间战乱，附近农民逃避战乱，潜入煤窑，点火取暖，撤离时未将火焰熄灭而引起”。地下煤层自燃，一段时期以来没有引起足够重视，处于无人过问的状况。到1985年，汝箕沟矿区的大峰露天矿火区影响带达576.5万吨。1987年元旦，由于采煤人员违反防火规定，在井下7米处生火取暖，点燃煤层，火势迅速蔓延，11个月后，火区面积已扩大到2万多平方米。1988年12月14日，自治区人民政府在汝箕沟召开灭火现场会，会议指出，汝箕沟新老火区面积比20世纪60年代扩大了3倍多，每年烧掉太西煤几十万吨，经济损失约1亿美元。当年，宁夏煤矿设计院提出《汝箕沟矿区灭火工程设计》，中国统配煤矿总公司派出专家组对该设计进行了技术论证，同意采用剥离法和灌浆法灭火，设计总概算7425.1万元。灭火工程项目实施后，已取得显著效果，2001年，大部分火区已扑灭，灭火工程目前仍在实施过程中。
烟煤 石嘴山地区盛产烟煤，主要分布在石嘴山、沙巴台、正谊关、李家沟、石炭井和马莲滩等地。
石嘴山地区所产烟煤含煤地层均为上石炭统太原组（距今约2.9亿年）及下二叠统山西组（距今约2.8亿年）。太原组含煤地层总厚度：石炭井矿区为150.4米，含煤8～11层，可采煤层平均总厚13.79米；石嘴山矿区为148.53米，含煤9～11层，可采煤层平均总厚18.15米。山西组含煤地层总厚度：石炭井矿区为112.34米，含煤3～6层，可采煤层平均总厚13.6米。石嘴山矿区为38.43米，含煤3～4层，可采煤层平均总厚12.04米。
石炭井矿区煤质优良，煤以深黑色为主，挥发分在13％～30％之间，有害组分上部为高灰、低硫、富磷；中部为低灰、富硫；下部为中灰、富硫、低磷。精煤发热量8500千卡／千克～8700千卡／千克。焦煤为主，瘦煤、肥煤次之，因煤的结焦性能好，焦炭强度大，已成为西北地区最大的主焦煤矿区。石嘴山矿区以气煤、肥煤为主，原煤灰分普遍偏高，又难洗选，焦炭不能满足大型高炉要求，但可作为较好的动力用煤和配焦用煤。
据调查资料研究认为，在距今约2.9亿年前的晚石炭世，整个宁夏范围内的海水分布面积已达顶峰，古祁连海向东已没过鄂尔多斯古陆与华北海连成一片。当时包括石嘴山市境范围在内沉积古地理景观，应为滨海附近的泻湖沼泽环境，即由于潮汐砂坝的发育，形成障壁岛，阻隔了区内与外海的联系，受潮汐的波浪作用较弱，仅有在发生较大波浪作用时才会影响到本区，因而本区处于相对稳定的沉积环境。在这样的条件下堆积的沉积物分选好，粗碎屑颗粒较少，粉砂质、泥质成分增多，与此同时，因环境封闭黄铁矿结核成分也相对含量较高，主要岩石组合类型为砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层和石灰岩等。此期，海水进退频繁，较大的海侵有三次，构成三个完整的海侵～海退旋回。晚石炭世时期全球的古气候以温暖、潮湿为主，植物繁盛，有十分高大的树木生长，因而是区内重要的成煤期。到了早二叠世早期（距今约2.7亿年），海水已基本退出宁夏及整个华北地区，但水域分布范围和晚石炭世基本相同，石嘴山市境范围属祁连山—华北大型内陆盆地的一部分，盆地内发育河流相、湖泊相、沼泽相和泥炭沼泽相沉积韵律。岩石组合类型为砂岩、砂质页岩、炭质页岩夹煤层或为含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、炭质页岩、煤层组合，具水平层理，常见植物根化石和菱铁矿结核等。此期仍为温暖潮湿气候，适宜植物生长繁衍。有利的气候条件和沉积构造条件为区内创造了第二个成煤期。
硅石
冶金用硅石矿床 石嘴山地区冶金用硅石矿床按形成方式不同分为沉积型和热液型两种，但以沉积型为主。沉积型成矿时代为中上元古界长城纪（距今14亿～17亿年），主要产地有：大武口沟枣窝、王全口、白虎洞、鄂博梁、柳条沟等地。矿层为灰白、浅黄、浅紫色厚—薄层中—细粒石英岩状砂岩、石英砂岩、石英岩，含矿5～13层，矿层总厚度57.13～386.32米，多数矿层厚度在100米以上。矿石化学成分：SiＯ295.57％～98.74％,Al2Ｏ30.33％～2.02％,Fe2Ｏ30.56％～1.94％,CaＯ0.02％～0.98％。矿石质量完全符合铁合金、工业硅用和作熔剂用的要求。
热液型脉石英矿床位于惠农区贺兰山北段道路沟、白渣子沟一带，石英脉体（即矿体）断续延伸，长100～1000米，矿体呈脉状、透镜状，矿体厚度一般为8～10米，最厚为40～50米，矿石化学成分：SiＯ299.40％,Al2Ｏ30.14％,Fe2O30.35％,CaＯ0.02％。矿体围岩为太古界宗别立群混合岩化黑云斜长片麻岩，石英脉产于北东—南西走向断裂带中，形成于加里东期。已获预测资源量585万吨。矿石质量符合结晶硅用要求，也可用作铁合金、工业硅用，属玻璃用石英Ⅱ级品。
玻璃用石英砂岩矿床属沉积型，均产于中上元古界长城纪（距今14亿～17亿年）。已发现柳条沟东段、红果子沟酸枣岭和正义关鄂博梁等三处产地。矿石为中细粒石英砂岩、不等粒石英砂岩和石英岩状砂岩等，矿层厚134～272米，矿石平均品位为：SiＯ297.57％,Al2Ｏ3Ｏ.27％～1.09％，CaＯ0.28％，Fe2Ｏ30.06％～0.093％。查明资源量为136万吨～695万吨，均属中型矿床。
上述形成于距今14亿～17亿年左右的沉积型硅石矿床，根据研究认为，当时的古地理环境应为滨海浅滩，其北部为阿拉善古陆，东与鄂尔多斯古陆为邻。石英颗粒碎屑在强氧化条件和强波浪水动力环境作用下，受到反复强烈冲洗和簸选，致使形成了砂屑成分单一，颗粒分选及磨圆度甚好的石英砂岩。至今，在上述石英砂岩的层面上，还能发现许多典型的滨海浅滩相沉积构造特征，如大型波状交错层理、波痕、虫孔和龟裂等。
陶瓷黏土
石嘴山耐火黏土矿床 位于惠农区的石嘴山一、二矿。产于上石炭统太原组及下二叠统山西组的地层中。矿体呈层状，夹于煤层中或为煤层顶、底板，长2000～3000米，含矿4层，厚度为0.3～6.42米不等。矿石类型分为软质黏土和硬质黏土，Al2Ｏ3含量高，有害杂质少。为优良耐火材料和陶瓷原料。预测资源量204.8万吨，为中型矿床。
简泉高岭石陶瓷黏土矿床 位于平罗县。矿层赋存于上石炭统土坡组，矿层顶、底板岩性为灰白色粗粒石英砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质页岩夹薄煤层等，矿区构造为轴向近东西走向的背斜，矿体长435米，厚度为1.64米，倾角28°～45°，埋深为260米。矿体呈层状，构造简单，主要矿石矿物为硬质及半软质高岭土。矿石化学成分：Al2Ｏ335.15％，Fe2Ｏ31.01％，TiＯ20.93％。查明资源量63.5万吨，为小型矿床。
侵水沟黏土矿床 位于马莲滩火车站附近。矿床含两层矿，层间距一般5米左右。Al2Ｏ3含量25％～35％，Fe2Ｏ31％～8％。随矿层深度增加，铝质含量减少，铁质含量增高，矿石质量不稳定。目前查明资源量250.2万吨，为中型矿床。矿石品级达到耐火材料三级品和陶瓷原料要求，适宜地方工业开采利用。
上述与煤层共生的石炭纪陶瓷黏土矿床，其形成古地理环境应为较为封闭的滨海泻湖相沉积环境，碎屑物相对较少，沉积物以泥质成分为主。
此外，境内尚发现紫色陶瓷黏土（紫砂）矿床三处，其化学成分与江苏宜兴“紫砂”相近，对制陶原料的制备、成型、烧窑等工艺有良好的适应性能，是一类开发前景甚好的陶瓷原料。产地分别为武当庙、小王全沟和红渣子山黏土，推断资源量分别为638万吨、554.4万吨、424.6万吨，均为中型矿床。
矿泉水
平罗县龙泉寺泉 位于贺兰山北段东麓大水沟内，东距平罗县城35公里。泉水出露于河谷南岸三级阶地后缘山坡脚处，高程1345米，泉水从三叠系的砂岩、粉砂岩和页岩的构造裂隙中自流溢出。
储水构造 泉水储存于三叠系上统延长组砂岩、粉砂岩和页岩的构造裂隙水，泉水位于大型倒转向斜翼部的次级向斜的轴部。
补给方式 一是山地南部由构造高部位向低部位的侧向地下径流，二是向斜构造轴部岩层破碎带，深部裂隙水的垂向定托补给。
水质情况 矿泉水感官上清澈透明、无色、无味、无臭、无肉眼可见物，色度小于5°，浑浊度小于3°，水温9℃～15.5℃，水化学类型为HCO3-Ca-Mg。为弱矿化，微硬和中性偏弱碱性水。矿泉水中含21种微量元素，其中锶（Sr）含量在0.452毫克／升～0.531毫克／升，达到了国家矿泉水标准的界限含量，为含锶饮用天然矿泉水，还含偏硅酸、锂等。允许开采量为137.71立方米／日。
平罗县暖泉 位于银川市西北约35千米处，行政区划属平罗县下庙乡暖泉村。矿泉水出露于贺兰山山前洪积倾斜平原的洪积扇前缘地带，矿泉水赋存于第四系沙层中，受断裂控制，为上升泉。矿泉水补给来源为西部奥陶系—前奥陶系组成的基岩含水系统的侧向补给和降水入滲补给而成，但以前者为主。
矿泉水色度2.5°，浑浊度1.8°，无色、无味、无臭、无肉眼可见物，清澈透明，水温13.6℃。水化学类型为HGＯ3-Ca水，为软水和弱碱性水，总硬度7.99～8.36（德国度），pH值7.9～8.0。矿泉水中含多种微量元素，其中锶（Sr）含量2.3毫克／升～0.45毫克／升，达到国家饮用天然矿泉水标准。泉水动态流量基本稳定，允许开采量为483.6立方米／日。
石嘴山市石炭井甘泉 位于石嘴山市石炭井大灯沟附近的阿勒布勒沟内，距石炭井6千米，海拔高程1400米。出露于上二叠统石盒子组碎屑岩中，含水层岩性主要为含砾砂岩、薄层泥质粉砂岩、粉砂质泥岩等，岩石中裂隙发育，为一断层溢出泉。泉水补给来源为大气降水。
泉水无味、无臭、无肉眼可见物，色度小于5°，浑浊度小于3°，水温11.4℃～12℃，矿化度0.56克／升，pH值7.82～7.88，水化学类型为HCO3-Ca-Na水。属低矿化淡水和中性－弱碱性水。泉水含锶（Sr)0.916毫克／升～0.979毫克／升，达到了国家矿泉水标准的界限含量，为含锶矿泉水，矿泉水中还含有十多种微量元素。其他放射性元素、污染物、微生物含量均未超标。可采资源量为89.77立方米／日。
第三节 地质遗迹和古生物
地质遗迹
西河桥古脊椎动物化石遗 迹位于惠农区尾闸乡西河桥村。1985年11月，尾闸砖厂推土时发现化石，当时县文物管理部门知晓后，在100平方米地域内进行两次发掘，获得百多件化石标本。1990年，经中国科学院古脊椎动物与古人类研究所初步鉴定，有象、虎、犀牛、野猪、狼、马、狗、羚羊、大角鹿等十几种。化石赋存层位为第四纪晚更新世（距今约10万年），岩性为浅橘红、棕黄、灰白色砂岩、砂质黏土中，地层可见厚度为35.2米，出露面积小于0.5平方千米。在600平方米范围内，初步确定化石较为集中的埋藏点有3处。化石群面貌反映当时为亚热带温湿气候环境。
古植物化石
石嘴山地区所发现的古植物化石与石炭纪含煤岩系关系密切，往往与煤层共生。在石炭纪中期（距今约3.2亿年），石嘴山市境内已有由南向北的古祁连海海水进入，形成了海陆交替的过渡相沉积环境，陆生植物开始占领形成不久的陆地。当时陆生植物群体主要由鳞木目和种子蕨纲组成，已知属种虽不多，但分布很广。主要属种有：宁夏鳞木、蠕纹鳞木、盔鳞木、大脉羊齿、密短网羊齿、短网羊齿、脉网羊齿、钝肋芦木、钝楔羊齿和贝叶等。
石炭纪晚期（距今约2.9亿年），随着海水范围的进一步扩大，宁夏北部与华北东部的海水已连成一片，横亘于二者之间的古鄂尔多斯南北脊梁已不复存在。此期沉积环境仍为海陆交替的过渡相环境，气候温暖而潮湿，植物繁盛，丛林密布，沼泽发育，具备良好的成煤条件，是我国北方重要的煤炭形成时期。石嘴山、石炭井等地分布的煤层，即属此成煤期形成的煤层。
本期植物群落主要有：斜方鳞木、猫眼鳞木、梭鳞木、鱼鳞封印木、大青山窝木、长星叶、假星轮叶、椭圆楔叶、微缺楔叶、华夏齿叶、菱齿叶、朝鲜丽羊齿、脉楔羊齿等，并已有明显的地区性特征，即仅在东亚地区生长的植物属种，如菱齿叶、华夏齿叶等。
二叠纪（距今2.8亿～2.3亿年），特别是到了晚期，气候转向干旱，植物繁茂已大不如前，大面积成煤作用已停止。本期植物群特点，晚石炭世的代表植物多数灭亡，华夏植物群特有属种大量增加，鳞木目明显衰落。代表植物有：中国瓣轮叶、薄畸楔叶、山西栉羊齿、翅编羊齿、多脉带羊齿、星轮叶、菱齿叶、三角织羊齿、卵叶和宽带羊齿等。
硅化木 属木本植物化石。1978年10月，石炭井二矿地质测量科贾兴武、王洪林在距地表200米深的井下发现第一棵硅化木，硅化木长4米，直径0.3～0.4米。1990年5月，在石炭井玻璃海带滩发现硅化木3棵，其中最长一棵为15米（现存12米）。1995年8月，平罗县宝丰镇农民李占柱等在大武口贺兰山小渠子沟采石场发现一株长8余米，直径1.5～2米的硅化木。随后，人们先后又在石嘴山二矿发现3棵硅化木，在石炭井二矿新建西街发现一处。至此，石嘴山地区已发现硅化木产地5处，有硅化木约10棵左右。上述硅化木产出层位均为石炭纪，距今3.1亿～2.9亿年。硅化木大都保存良好，在长期的地质岁月中，植物的次生木质部均已被硅质成分（SiO2）所替代，原树皮表面的纹路清晰可见，仔细观察尚能见到木质的细微构造，甚至木质的薄壁细胞、髓部构造等。晚石炭纪时期，是重要的成煤时期，当时气候温暖而潮润，植物繁盛，丛林密布，沼泽发育，有高大的科达等树木存在于其中是可以预料到的。这一发现，不仅增加了对石嘴山过去历史地理环境的了解，也丰富了我们的科学知识。而且硅化木作为一种奇石，本身也极具观赏价值。
第四节 石器文化
贺兰山东麓洪积扇上是人类最早活动的地区之一。距今八九千年至三四千年，人类进入新石器时代，属于原始公社时期。四五千年前，人类在贺兰山东麓的活动更为频繁。迄今为止，在石嘴山市发现的新石器时代文化遗存，主要有平罗县的暖泉、明水湖，陶乐高仁镇的泉子湾、程家湾、察罕埂等多处。这些遗址大多选择在水草丰美的地方，周围既能放牧，又能保证人畜饮水需要的场所。
暖泉新石器时代遗址 位于平罗县西南58公里的暖泉村，遗址处于贺兰山洪积扇上。这里不仅发现了细石器、陶器、石磨盘等文物，还发现了当时人类居住的房址。房址为单间，浅地穴式，略呈方形圆角，边长3米左右，朝东设有狭长的门道，是人们出入的通道。房址中心对门的方向，设一圆形火膛，以便炊煮、取暖和照明用。火膛后置一红色夹砂圆底罐，可供保存火种。火膛旁边有加工食物的器具石磨盘和磨棒等。以上这些说明人类已在这里开始定居，并出现了原始村落。这个房址，与西安半坡仰韶文化房址相似。对研究原始社会居民住房和生活习俗，具有重要意义。
明水湖新石器时代遗址 位于平罗县西北9公里的简泉农场机砖厂附近。这里原是古湖泊，遗址靠近湖边，北靠长城，周边被沙丘环绕，面积约300平方米。由于流沙覆盖，发现遗存不多，遗物多集中在北长城的一个豁口内。地表发现用燧石打制的石锥、石刮削器、石叶、石片、石核等细小石器40件，同时还发现泥质红陶、夹砂灰陶陶片和石珠等。
泉子湾新石器时代遗址位于平罗县高仁镇泉子湾，黄河东1公里，陶石公路以东300米，北距高仁镇3公里。南北走向，东南被沙丘覆盖，整个地形东高西低。在东西宽1公里，南北长约5公里的范围内，地表残存大量石器（含细石器）、陶器残片及火烧过的动物骨骼等。磨制石器有斧、刀、凿等，石质坚硬，通体磨光，制作精细。其中斧的斧首厚重，刃部锐利，斧首和刀柄上多有圆形穿孔，有使用痕迹。细石器主要用燧石等石料制成，常见有箭头、尖状器、刮削器，还有柳叶状长条石和楔状石核。石楔为长边三角形，近底端的两侧各有一凹槽，便于和箭托固定，是狩猎的好工具。红陶残片为夹砂红陶和夹砂灰陶两种，质地松散，器表粗糙，烧成火候较低。遗存物多被流沙覆盖。
马山头新石器遗址 马山头（又称麻石头）遗址，属新石器时代遗址。遗址位于平罗县陶乐镇东6公里的沙漠中。该遗址地面有带压纹和上黑彩的红土彩陶片及饰物，有用人工直接打击加工的尖状物、端刮器、石核，有锈蚀的铁器碎片等。发现灰烬坑多处，其中有烧窖垃圾坑一处、炼铁炉一处。遗址面积约6平方公里。经过对古文化遗址现场勘查和实物比较，以及大量考古资料查阅研究核实，初步断定在这里有人类活动的年代历史久远。其保护范围为：南北长3000米，东西宽2000米，保护面积为6000000平方米。
第五节 贺兰山岩画
岩画是先民们刻绘在岩石上的图像，它形象地记录了先民们的生产和生活状况。贺兰山岩画的形成，是由贺兰山独特的自然条件、生态环境和历史人文地理等诸多因素决定的。在古代，贺兰山有着良好的自然环境，气候温和湿润，有茂密的森林和草原，山泉水源丰富，为古人类生存提供了良好的自然环境。
贺兰山的北段和中段东坡的一部分位于今石嘴山市，北至麻黄沟，南到西伏沟境内，山体走向呈东北—西南向。北段山幅宽60公里，海拔一般不超过2000米，山体主要由花岗岩组成，边缘有少量沉积岩，岩石物理风化强烈，干燥剥蚀作用盛行。中段东坡为碎屑岩构成。因流水侵蚀作用，贺兰山东坡沟谷很多，石嘴山市境内较大的沟谷有大西风沟、
小西风沟、大水沟、小水沟、汝箕沟、大风沟、归德沟、大武口沟、大王全沟、红果子沟、正谊关沟等30余条。贺兰山流水地貌沟谷发育，岩石坚硬不易风化，适合刻绘，为岩画创作提供了自然基础，不多的降水量，减少了雨水对岩画的冲刷与侵蚀，使我们今日能清晰地看到许多画面的内容。
贺兰山山高林密，树木葱茏，高山气候阴凉，植被茂盛，野生动物众多，成群的马、马鹿、盘羊、青羊、岩羊、麝、蓝马鸡、石鸡等珍稀动物出没在密林深处，为贺兰山岩画提供了丰富的创作源泉。
优越的自然条件，特殊的地理位置，使得贺兰山自古以来就被我国北方的游牧民族称之为“圣山”。在历史的长河中，水草丰美的贺兰山山麓成为古代北方游牧民族理想的驻牧地和狩猎的地方。两千多年来，先后有荤粥、鬼方、猃狁、戎、匈奴、突厥、吐谷浑、吐蕃、鲜卑、党项、蒙古等民族和部落在这里生活过，他们的生活和生产活动为创作岩画提供了人文地理条件。
早在北魏时期，地理学家郦道元所著的山水地理著作《水经注》中就记载了宁夏境内的岩画。书中记述，黄河流经浑怀障（今银川市兴庆区黄河东岸），“又东北历石崖山西”（在今平罗县境内）。注云：“山石之上，自然有文，尽若虎、马之状，灿然成著，类似图焉。故亦谓之画石山也。”书中所谓“画石”就是“岩画”，也就是“贺兰山岩画”。
1983年至1984年，宁夏各市县文物普查工作队在贺兰山东麓诸沟口发现古代岩画群10余处，其中包括石嘴山市境内的树林沟、黑石峁、归德沟、西风沟、韭菜沟等处的岩画2000余幅。
1991年以来，自治区文管会及宁夏文物考古所组成的贺兰山岩画考察小组先后在石嘴山市境贺兰山内多处发现岩画300余幅。其中1995年5月～7月，在白芨沟两处发现用赭红色矿物颜料彩绘的彩色岩画24组105幅。
据专家分析，这批岩画的凿刻时间最早可追溯到春秋战国时代。
石嘴山市境内的贺兰山岩画大部分凿刻在黑色玢岩上。画面最大的宽2米，高1米。最小的宽7厘米，高4厘米。题材多为动物、人形，许多岩画连续凿刻在数十米、100～200米长的石壁上，构成古代艺术画廊。岩画画面有狩猎、游牧生活及人物服饰、发辫及牛、羊、狗、马、驼、鹿、兔、狐、犀牛等动物形象。石嘴山市境内贺兰山岩画的分布，因自然条件的差异，可分为两种类型。
山地岩画
山地岩画主要分布于贺兰山中北段，大武口区和平罗县境内，大多凿刻在深山腹地的山谷岩壁上，如黑石峁岩画，归德沟、白芨沟岩画；还有分布于沟口两侧的沟崖上，如韭菜沟岩画、大西风沟岩画。山地岩画分布集中，岩画点周围地势相对开阔。画面大小有别，最大的有几平方米，最小的仅几平方厘米。
黑石峁岩画 位于大武口西北10余公里。在山峁顶端发现60余幅岩画，分布相对集中，主要内容有放牧、群鹿、双人舞、狼、狗等图形。岩画主要采用敲凿的方法，也有凿刻的，个别的采用划刻法。
归德沟岩画 位于大武口西南10余公里，南距韭菜沟1公里。岩画分布在沟谷两侧山坡的岩层上，南北绵延约1公里，共有岩画58幅。主要内容有马、狗、羊等，还有人物骑马出牧图和野鹿。岩画使用凿刻法。在岩画中有一些题记，如“大喜大吉”“天坤有神地下人”等，推测与古代的巫术和占卜有关。因岩画面为朝西向，保存较差，有部分脱落或看不清楚，图像粗糙且不规范。
白芨沟岩画 位于白芨沟西口平罗县崇岗镇杏花村南1公里处，相距汝箕沟10公里。它是贺兰山岩画中唯一的一处彩绘岩画，采用了南方岩画的涂绘方式。岩画以红色涂绘，计有37组100余幅。人物图像有征战的乘骑者和狩猎的猎人，动物形象有北山羊、蛇、狗等，尚有表现生殖崇拜和太阳崇拜的内容，还有手印、标志和符号。
大西风沟岩画 位于平罗与贺兰两县交界处。距沟口约15公里处有西夏皇城遗址。岩画分布于沟谷两岸的石崖断壁上，绵延10公里，向阳坡的岩画数量较多，岩画分布于沟口、马场、东沟门子一带，内容主要是人面像、人物和动物等，闻名于世的野牛岩画就位于大西风沟内，岩画多为研磨而成。
韭菜沟岩画 突出的特点是有虎的造型，且体态强健，身上饰有条纹状，为双勾刻线，另外有塔的造型。
山前草原岩画
山前草原岩画，主要分布在贺兰山东麓洪积扇上的荒漠草原中。这里属于贺兰山洪积倾斜平原，地势较平缓，有冲沟分布，沟谷出口处有砾石堆积，植被稀疏，风蚀强烈。岩画凿刻在乱石丛中，或布于山沟两侧的岩石上，岩画画面较小。这类岩画主要分布于贺兰山北段的大武口区和惠农区境内，如麦如井、翻石沟、大树林沟、小树林沟、红果子沟等地。据统计，这类岩画有上千幅，但由于采石原因，数量有所减少。岩画内容以北山羊和马为主，其次有黄羊、岩羊、牛、骆驼、大雁、虎、狼、豹、人物和符号等。构图较简单，以单一型构图为主，组合图案较少。制作方法有磨刻和凿刻两种。
麦如井岩画 麦如井岩画是石嘴山市最北端的一个岩画点，位于惠农区西10公里处，岩画刻制在黑色岩石上，岩画分布不均，朝向多数面南。其画面较小，多为个体图案，组合图案少。内容以动物居多，有马、北山羊、岩羊、野牛、狗、鹰等，也有少量人物和植物、符号图案。凿刻方法是敲击与划刻并用。
翻石沟岩画 位于麦如井南侧3.5公里处，这里沟谷深邃，乱石广布。岩画分布相对集中而又杂乱无章，画面朝南居多。个体画面较多，组合图案较少，内容有北山羊、岩羊、羚羊、马、牦牛、狗等动物。制作方法用敲凿和刻划两种，以敲凿为主。
大树林沟岩画 位于大武口区西北约25公里，翻石沟南侧1.4公里处。岩画分布范围，北到贺兰山正义关口，南到贺兰山红果子的明代长城，南北延伸5000米。这批岩画分布面积广，主要分布在贺兰山山前洪积扇沟口外的乱石丛中，估计约有千幅以上，刻画的主要内容有鹿、羊、狗、驴以及人物狩猎等图形。采用敲凿和划刻法制作，以敲凿为主。
小树林沟岩画 位于大树林沟南侧500米处，处于一狭窄的山谷中，岩画数量较少，内容有北山羊、岩羊和马等动物图案，尚有围猎图、猎人系有尾饰。岩画的凿刻方法与大树林沟岩画相似。
红果子沟岩画 红果子沟位于惠农区西南10公里处，沟内有小片灌木，岩画分布于沟北侧的洪积扇上，数量较少，呈稀疏状，内容与树林沟岩画相似。
贺兰山岩画 是用金属钝器凿刻的，构图方法是采用刻线勾画动物的轮廓，或进行通体雕凿，刻痕深浅不一，部分岩画又经砂磨，光洁平滑。岩画题材均取自古代放牧、狩猎及各类动物活动状况，刻画的形象逼真，艺术造型古朴粗犷，颇有自然之美。贺兰山森林植被历经人为和自然的破坏，较之古代森林面积已大减，而这些古老的岩画如实地记录了贺兰山历史上的自然生态和植被面貌，记录了古代北方游牧民族的生产方式、社会形态、生活习俗和宗教信仰等，为研究北方少数民族的发展史提供了极为珍贵的实物资料。
1988年，黑石峁、树林沟岩画被宁夏回族自治区人民政府列为自治区重点文物保护单位。1996年，贺兰山岩画被国务院确定为全国重点文物保护单位。
贺兰山岩画是祖先留给我们的一份丰厚的文化遗产，吸引众多的国内外游客、专家、学者前来参观考察。1995年9月10日，国际岩画委员会主席埃·阿纳蒂一行27名国际岩画专家考察了黑石峁岩画；1996年1月，石嘴山市政府代表团出访日本国滨田市，带去贺兰山岩画拓片20幅等礼品，赠送给日方，受到日本专家及友人的欢迎。
第六节 古老的孑遗植物——四合木
四合木（油柴） 为四合木属蒺藜科。四合木属仅含四合木一种植物，是我国特有的单型属。它的植物区系属于古地中海或古南大陆古老的孑遗植物，是阿拉善东缘的特有种，也是中国的特有成分。
孑遗植物（包括四合木）的起源与贺兰山形成的历史背景有关，贺兰山最早隆起于白垩纪（距今约1.4亿年），长期处于海拔不高、波状起伏的准平原面，气候炎热干旱。当时贺兰山及西北广大地区具有亚热带疏林草原和半荒漠景观。至第三纪中、晚期（距今2600万年）受喜马拉雅山运动的影响，贺兰山及其周围高山和高原强烈上升，并阻截了由季风环流带来的湿润气候，此时古地中海也逐渐西撤消失和全球性气温下降，致使西北内陆大陆性气候进一步增强，出现了荒漠和半荒漠植被，某些古地中海区系的植物经过长期改造，进而适应并生存下来，这就是贺兰山山麓及其周围地区现今常见的一些古老残遗植物成分，它们主要分布在山麓及洪积扇地带。如四合木、沙冬青、霸王等孑遗植物。
四合木为一种落叶小灌木，高50～90厘米，双数羽状复叶，对生和簇生于短枝上，小叶两枚，肉质，倒披针形，长3～8毫米，宽1～3毫米，顶端圆钝，具突尖，基部楔形，全缘，黄绿色，两面密被不规则的丁字毛，无柄，托叶膜质。花1～2朵生于短枝上，花瓣淡黄色或白色。果实为不开裂的蒴果，具四翅，种子矩圆状卵形，表面被小疣突起，无胚乳。它是中国温带荒漠植被的建群种，是超旱生小灌木。由四合木组成的草原化荒漠植被，宁夏仅小面积分布在北端石嘴山市落石滩洪积扇，海拔1100～1400米，向西通过贺兰山与狼山之间的缺口与内蒙古阿拉善的四合木荒漠相连。
四合木生境特别严酷。气候十分干旱，日照强烈，年降水量小于190.4毫米，蒸发量大大超过降水量，干燥度大于4.99，夏季酷热，冬季寒冷，昼夜温差大；多大风沙尘暴，物理风化强烈。土壤为灰漠土，地下水位很深，地面有砾幂，砾石大小不等，部分砾石表面有黑色荒漠漆皮，土层薄，质地粗粝，缺乏有机质。在这种环境下生长，经过长期的演替与发展而形成肉质叶小、叶和枝具有发达的保护组织和保护性的灰白色，根系多为浅根，并向水平方向发展的超旱生性质，以适应外部各种恶劣环境的超强能力。宁夏境内，由建群种四合木和优势种红砂组成四合木—红砂群丛，仅有一个群落。植物群落层片结构简单，植被稀疏。群落总盖度10％～15％，每100平方米有四合木24株，平均冠幅（0.5×0.4）平方米，株高26厘米；群落主要伴生种有沙生针茅、中亚细柄茅、无芒隐子草、草霸王、多根葱、卵穗苔、松叶猪毛菜、蚓果芥及丰富的一年生草本植物，还有极少量的荒漠锦鸡儿散生群落之中。也有一定数量草原成分植物的参与组成并形成层片，并有多种杂类草伴生，因而具有草原化荒漠的特征。此群落虽然植物稀疏和生物产量较低，仍然是荒漠生态系统的核心，由一些适应荒漠生境的荒漠植物构成的荒漠植被，既维护荒漠区域能量与物质运转的生命过程，又是防止风蚀流沙，遏制进一步荒漠化的因素。具有防风固沙，美化环境、科学研究的重要意义。在植物分类学及区系学的研究上具有重要的价值。同时，在生态环境的保护上也具有很大价值。
四合木荒漠植被由稀少的植物、极少的动物、贫乏的微生物生境组成。这种极其脆弱易受破坏的生态系统，必须慎重对待和维持。一旦盲目开垦，采掘荒漠植被，如砍伐作为燃料（四合木含有油脂），或作为饲料，过度放牧，就会引起风蚀和流沙。这些人为破坏，如不加以保护，大有灭绝的可能而成不毛之地。
四合木为古老的孑遗植物，誉为“植物中的大熊猫”，被列为国家一级保护濒危植物，已在贺兰山国家级自然保护区列为保护范围，经过保护，植物生长茂盛，定能达到保护的目的。
沙冬青 也是一种单型属的豆科植物，分布于内蒙古西部及甘肃省，产于宁夏固原须弥山、中卫、同心、灵武等县（市）；在贺兰山汝箕沟煤矿及大里湾，西侧峡子沟等海拔1400～1950米的山沟干河道两侧，常成片而生。多生于干旱山坡、固定沙丘及沙质地，潜水位较深。沙冬青是阿拉善荒漠特有的常绿灌木荒漠的建群种，是草原化荒漠地区的特有植被，是亚洲中部干旱植物区系中古老的第三纪残遗种，也是该区系中唯一的强旱生的常绿灌木。不仅具有重要的经济意义，而且具有一定的科研价值，已列为国家三级重点保护植物。沙冬青枝叶可供药用，具有祛风湿、活血散瘀的效用，还可作杀虫剂，是极好的固沙、绿化荒丘的植物。
霸王 是极其稀疏的亚洲中部灌木荒漠的建群种，产于宁夏中卫及石嘴山等县（市）。在石炭井、汝箕沟、归德沟及镇木关等处，海拔1100～1950米见有分布。生于干旱石质山坡、半固定沙丘或平铺沙地上。该种为超旱生肉质叶，高70～150厘米落叶灌木，是典型荒漠的植物种，在荒漠地带成片生长。它是阻挡风沙、绿化荒漠的良好树种，根可药用，能行气散满，主治腹胀。该树种经常被砍伐用做燃料，故应引起有关部门的重视，并采取适当的措施，促进该种植物的生长繁殖，改变荒漠地带植被景观。
石嘴山大地属于华北地块西缘的一部分，经历几度沉降、变化。大约在十几亿年以前（中晚元古代），包含有石嘴山大地在内的华北地块西缘开始了裂谷（古贺兰裂谷带）发展阶段。古贺兰裂谷带被认为是古秦（岭）—祁（连）海槽向北扩展形成的侧枝。初始阶段呈现滨海环境，出现原始的生命活动遗迹。大致在距今4.5亿年前的中晚奥陶纪，石嘴山大地随着华北地块整体上升为陆，裂谷消亡。到了晚古生代的初期石炭纪（距今3.5亿年左右），古贺兰裂谷带进入稳定下降阶段，再次受古祁连海槽的海水影响，形成滨海、泻湖相沉积环境，接受碎屑岩等沉积。海水分布范围的不断扩大，与华北东部海域进一步连通，大地更趋于稳定，出现大面积靠近海滨的湖泊－沼泽相环境，此时期植物繁盛，是本地区重要的成煤期。
二叠纪时期（距今约2.8亿年），石嘴山大地随华北地块整体抬升形成陆地，海水随之退出，陆相含煤沼泽相沉积仍继承了石炭纪时期的规模，成为本地区第二次重要的成煤期。
早三叠世（距今2.25亿年），华力西运动使全区上升成陆，造成沉积间断。中三叠世—侏罗纪（距今2.15亿～1.4亿年），在区内形成贺兰山山间断陷盆地。到侏罗纪早、中期，气候转暖，雨量充沛，植物繁盛，湖泊、沼泽发育，迎来宁夏地区第三次成煤期，此期在石嘴山地区形成了驰名中外的“太西煤”煤层。
新生代古近纪时期（距今约6500万年），受喜马拉雅造山运动的影响，银川地堑开始形成，贺兰山相对隆升，石嘴山大地地貌格局已具雏形。第四纪早更新世末期（距今80万～70万年），银川地堑内的河流等水体下切切穿青铜峡和石嘴山附近的山体后，向东与鄂尔多斯高原、阴山等地的水体相连后构成了古黄河的雏形，此时贺兰山上升幅度加剧，成为高程为1000～3500米的中、高山，鄂尔多斯台地仍为高平原景观。第四纪中、晚更新世（距今65万～10万年），由于黄河在不断迁移、改道和左右摆动冲刷的过程中，对银川平原的塑造、发展和形成起着极为重要的作用。陶乐台地出现活化，地形切割加剧，中间局部突起，贺兰山继续缓慢上升，黄河与银川平原轮廓已现，基本形成当今地貌格局。
石嘴山市境内在漫长的地质历史时期形成了煤、硅石、陶瓷黏土和矿泉水等丰富的矿产资源，与此同时，反映生物进程的遗迹与化石产地等也随处可见。早在4万～1.5万年前，石嘴山市地区就有人类生息繁衍，贺兰山东麓多处石器时代文化遗存和早期岩画的发现就是很好的证明。较有代表性的有：平罗暖泉、明水湖、高仁镇3处新石器时代遗址。
综上所述，石嘴山市大地处于银川平原北部，东临黄河，西靠贺兰山，位于“山河之交”。因引黄自流灌溉，素有“塞上江南”之美称。因煤、硅石等矿产资源丰富，“太西煤”闻名于世，是一座资源型工矿城市。西河桥古生物化石的出土，证实远古时代该地区林木繁茂的生态环境；石器文化和贺兰山岩画，反映了先民们在此生息和活动的悠久历史。
第一节 地质历史渊源
地质时期演变历程
浑沌初期 按照地质构造单元划分的意见，石嘴山大地属于华北地块西缘的一部分。通过运用近代地质学理论开展的野外调查和研究证实，远在30亿～20亿年，即国际地质年代命名的太古代时期，在贺兰山的王全口以北至正谊关、沙巴台及与内蒙古自治区交界处的柳条沟等地已有砂质和黏土质堆积，其厚度可达15000余米。当时，原始地壳尚处于形成初期的浑沌、朦胧阶段，地壳厚度小，断裂和岩浆活动频繁而强烈，代表地球深部物质的基性、超基性岩浆，也常常溢出地表或侵入已沉积的沙泥质沉积物中，形成诸如辉长岩、二辉
1．中基性火山岩2．砂、泥质沉积（夹少量碳酸岩）3．碳酸盐岩沉积4．深断裂5．情况不明地区
华北地区太古界下部原岩类型分布图
橄榄岩和橄榄岩等岩石类型。此时的华北地块，尚未连接成为一个整体，河北、山东、辽宁、山西和陕西等地沉积物和侵入其中的岩浆岩物质成分虽有许多差别，但构造地质环境雷同是可以肯定的。
至下元古代时期（距今18亿～20亿年），在各种地质作用不断加剧活动的过程中，处于高热流值和一定压力地质环境下的原始沉积物发生区域变质和动力变质作用，致使在常温常压状态下堆积的沙、泥物质在高温高压环境中呈熔融状态，普遍发生混合岩化和花岗岩化作用，从而形成了我们今天在贺兰山的上述地区经常见到的各类区域变质岩、花岗岩化和混合岩化岩石，如黑云斜长片麻岩、硅线石榴黑云二长片麻岩、混合岩化花岗岩和混合岩等。华北地块经历的此次地壳变动，被称为五台运动，对华北地块固化连片，最终形成陆块打下了坚实的基础。
几度沉降 华北地块在经历了两次巨大变动后，形成的统一块体逐渐趋于稳定，并上升成陆。在新的地质历程中，地块又开始酝酿与过去不同的运动发展目标。大约在十几亿年以前（中晚元古代），包含有石嘴山大地在内的华北地块西缘开始了裂谷（古贺兰裂谷带）发展阶段。所谓裂谷，按照板块学说理论，是指大陆型地壳的断裂作用，即在地壳和上地幔范围内形成的延伸很长的狭窄断陷带。
古贺兰裂谷带被认为是古秦（岭）—祁（连）海槽向北扩展形成的侧枝。初始阶段（中晚元古代）呈现滨海环境，有质纯的石英砂岩和碳酸盐岩（白云质灰岩、白云岩）堆积，广布于鄂博梁、红果子沟、塔什克梁、大武口沟等地。已出现原始的生命活动遗迹，例如叠层石和微古植物等，前者是生物活动的遗址，后者是低等藻类群体植物。在5亿年左右（寒武纪中期），随着海域面积的不断扩大，与华北东部海水沟通，在浅海和滨海环境条件下，形成碎屑岩（砂岩和页岩）和碳酸盐岩沉积，此时的海域内，繁殖着以三叶虫为代表的生物
类群。至距今4亿年左右的早、中奥陶纪，海水范围进一步扩大，形成沉积环境稳定、分布区域更为广泛、物质成分更为单一的厚层石灰岩沉积。大致在距今4.5亿年前的中晚奥陶纪，石嘴山大地随着华北地块整体上升为陆，裂谷消亡。
到了晚古生代的初期石炭纪（距今3.5亿年左右），古贺兰裂谷带进入稳定下降阶段，再次受古祁连海槽的海水影响，形成滨海、泻湖相沉积环境，接受石英砂岩、页岩、黏土岩、石灰岩等沉积，其底部尚有砾岩、铝土岩扁豆体。海水分布范围的不断扩大，与华北东部海域进一步连通，大地更趋于稳定，出现大面积靠近海滨的湖泊—沼泽相环境，此时期植物繁盛，海相石灰岩中动物化石丰富，见有头足类、双壳类、珊瑚类和苔藓虫等，是本地区重要的成煤期。上述夹有煤层的砂岩、页岩等岩石在石炭井、蚕特拉、王全口、红果子沟、正谊关、沙巴台和惠农区等地均有分布，总厚度为973.1米。
形成陆地 地球演化进入二叠纪时期（距今约2.8亿年），石嘴山大地随华北地块整体抬升形成陆地，海水随之退出。初期，陆相含煤沼泽相沉积仍继承了石炭纪时期的规模，二者岩石分布范围一致。二叠纪晚期，气候变得越来越干燥、炎热，植物也相对减少，此时河流相和山麓相堆积的粗碎屑岩增多，如砾岩、含砾砂岩、粗砂岩、长石石英砂岩等，同时伴有陆相火山岩分布，如熔岩、凝灰岩等，形成的岩石普遍为灰紫色或褐红色。
早三叠世（距今2.3亿年），华力西运动导致今宁夏全境上升成陆，造成沉积间断。中三叠世—侏罗纪，在区内形成贺兰山山间断陷盆地，最底部有山麓—河流相砂砾岩、长石石英砂岩等沉积，随即出现河流—湖泊相砾岩、砂砾岩、杂色砂岩、黑色页岩等较为完整的沉积旋回，在其岩石中发现淡水双壳类延川蚌等动物化石，植物化石有新芦木、枝脉蕨、拟丹尼蕨等。到侏罗纪早、中期，气候转暖，雨量充沛，植物繁盛，有银杏类、种子蕨类、有节类、苏铁类等，湖泊—沼泽发育，迎来又一次成煤时期，此期在石嘴山地区内形成了驰名中外的“太西煤”煤层。成煤期后，湖泊—沼泽环境相对减少，河流沉积增多，仍继续保持温暖潮湿气候，出现河流—湖泊相砂岩、粉砂岩和砂质泥岩沉积，此时有大型恐龙活动的踪迹，在宁夏灵武南磁湾一带已发现蜥脚类恐龙化石，相信在与之相邻的贺兰山山间盆地内应有其类似种群生存。
大地形成格局
新生代古近纪时期（距今约0.65亿年），受喜马拉雅造山运动的影响，银川地堑开始形成，贺兰山相对隆升，石嘴山大地地貌格局已具雏形。第四纪早更新世（距今约250万年），银川地堑强烈下陷形成古银川湖，贺兰山上升幅度加剧，成为高程为1000～3500米的中、高山，此时鄂尔多斯台地为高平原。第四纪中、晚更新世（距今约70万年），古银川湖逐渐消失，银川平原出现，陶乐台地活化，切割加剧，中间局部突起，贺兰山继续上升，黄河贯通市境范围，基本形成当今地貌格局。
贺兰山山地 贺兰山山体呈北东—南西向矗立于石嘴山市境西侧，境内贺兰山最高峰海拔3475.9米（主峰为3556米），面积1605.7平方公里，占石嘴山市土地总面积的30.24％。
贺兰山为典型的拉张型断块山，其东西两侧均被巨大的正断层控制，山体总趋势为南部高而西北低。大致以正谊关断裂为界，将贺兰山分为两部分，分别为贺兰山北段和中段（部分中段和南段已出市境）。
北段山体最宽，达60公里，长25公里，海拔一般为1600～1800米，山体被多条南北向宽谷穿切，山势低缓，山体主要由太古代的变质岩、混合岩和混合花岗岩组成，并有加里东期中基性岩脉穿插，仅边部有少量中、上元古代及古生代沉积岩分布。花岗岩在强烈物理风化作用下，常形成球状风化地貌。从正谊关沟到西伏沟是中段的一部分，由上古生代和中生代碎屑岩构成的复式褶皱带，向斜成山。“阶梯”状地形是中段东坡地貌的显著特征之一，大武口沟至汝箕沟，山体海拔分别为2000米、2300米、2500米的三级阶梯，其形成机制是有两条北东走向的正断层穿插其间。中段地貌有一定垂直分带现象，海拔3000米以上寒冻作用盛行，冻融地貌普遍；2000～3000米降水较多，林木繁盛，为流水侵蚀山地；2000米以下，植被稀疏，岩石裸露，为干燥剥蚀山地。
贺兰山东麓断裂带构成山体与银川盆地之间的分界断裂，该断裂至今仍在活动，对形成现代地貌景观起重要支配作用。东坡短而陡，沟谷比降大，最大相对高差2056米，山地与平原直接过渡。断裂带北起石嘴山西，沿贺兰山山前延伸，总体走向北北东，倾向南东，倾角60°以上。在红果子沟一带，因断裂的长期作用和两侧岩性软硬程度不同造成的风化差异，于山前形成明显的陡崖、断层崖等奇特地貌景观。如红果子沟瀑布前的巨石横空，造成100多米的水流落差和山前的三大自然台阶，白虎洞附近的怪石兀立等景观形象，均与东麓断裂的长期活动有着密切关系。位于红果子沟山前洪积扇上的断层陡坎，更是这一断层活动的有力证据。红果子断层陡坎和明长城错断位于包兰铁路惠农站南西8.5千米，红果子站北北西3千米的洪积扇上。断层陡坎共三条，西边的一条称西支断层，长500米，走向20°，倾向南东，倾角67°～80°，东盘下降；中间的一条为主断层，长1.5千米，折线状总体走向50°，倾向南东，倾角70°，东盘下降；东边的一条称东支断层，长710米，长城以北走向5°，以南走向约40°，呈向东突出的弧形。
明代长城走向北西—南东，长3.5千米，高约3米，顶宽1米多，在穿过西支断层和主断层处发生错断，分别称为西断点和东断点，在两个断点上，东盘的长城不但向下降落，而且向南错动，呈现右旋扭动，其水平位移量大于垂直位移量。
贺兰山自南向北，由于断裂构造和流水的相互作用及长期发展的结果，形成一系列形态各异、婀娜多姿的沟谷，大都延伸入贺兰山腹地，石嘴山市境内主要沟谷有大水沟、汝箕沟、归德沟、大武口沟、大王全沟、小水沟、红果子沟和正谊关沟等。沟谷的发育，增添了贺兰山山地的美丽景观，为洪水、山泉提供了宣泄及活动场所，也为人类的生存空间带来许多便利条件。平时是贸易交通要道，战时又成兵家必争之地。“朔方之保障，沙漠之咽喉”，充分概括了贺兰山在宁夏历史上的重要地位和作用。
黄河与银川平原银川平原位于宁夏北部贺兰山与鄂尔多斯台地之间，南起青铜峡，北至石嘴山，北北东向延伸约170公里，宽10～50公里，总面积约9761平方公里，由黄河冲积平原、山前洪积平原及南部花布山—庙山湖台地组成。石嘴山市境内的银川平原仅为银川平原北端的一部分。
山前洪积平原位于贺兰山山前一带，因长期洪流作用，在山前地带形成了由洪积扇群组成的宽广山前洪积倾斜平原，南北长81公里，宽1～8公里，面积约577.2平方公里。该区以110国道为界，由西向东分为上下两部分。上部从山脚及沟谷出口处，砾石堆积，植被稀疏，有效土层厚度仅20～100厘米，冲沟一般切割不深；下部为公路东到洪积、冲积交错处，地势稍平，土层较厚，土壤粒度较细，经多年开垦种植，大多已改造成农田和林园。区内是古、老、新各种洪积扇交错分布地区，由于新构造运动强烈，再加上流水切割和风蚀作用，形成了各种复杂形态的地貌组合。
新生代（距今约6500万年）以来的新构造运动，造成西部贺兰山和东部鄂尔多斯高原不断抬升，而位于二者之间的银川地堑由于受两侧断裂构造控制一直处于沉降状态，形成盆地和低洼地带。根据水往低处流的自然规律，盆地内的低地自然成为周围水源的聚集场所，从而有一段段的河流及众多类似湖泊的水体形成。上述处于封闭状态的水域直到第四纪早更新世末（距今80万～70万年），水流的下切作用切穿青铜峡和石嘴山附近的山体，汹涌水流向东与鄂尔多斯高原、阴山等地的水体相连后构成了古黄河的雏形，由此表明宁夏平原应与古黄河有着不可分割的渊源。
石嘴山市境内的黄河冲积平原西靠洪积倾斜平原，东接陶乐台地，面积2622.6平方公里，占全市土地面积的49.39％，主要是黄河两岸的冲积沉积物堆积组成，其次为湖积和风积物，土壤以灌淤土为主，海拔1090～1125米，地势平缓，由南向北坡降为1/6000～1/8000。经过多年的开垦利用，现为发达的农业区。因耕作历史悠久，素有“塞上江南，鱼米之乡”的美称。
黄河在漫长的地质历史发展进程中，受地球内部营力控制和科里奥利力（地球自转偏力）的影响，在银川平原大地内不断迁移、改道和左右摆动冲刷，这对银川平原的塑造、发展和形成起着极为重要的作用。经调查证实，上更新世（距今约10万年）黄河流经宁化寨、新市区、暖泉农场、高庙湖、石嘴山煤矿一带。暖泉农场以南现代地貌为上更新世冲洪积平原，应为黄河三级阶地，其上分布有多片沙丘或风蚀地，可能是黄河故道内的边滩或心滩。全新世早期，黄河游移在银川新城、明水湖农场、西河桥一线以东，金银滩、灵武、高仁镇、五堆子一线以西广大地区，本地区有黄河遗留下的二级阶地；沿蒋顶、增岗、五里台、西大湖、明水湖呈线状分布的洼地和湖泊，可能是黄河故道。全新世晚期（距今约1万年）贺兰山的强烈隆升运动，迫使黄河逐渐向东迁移，总的趋势是西岸堆积大于东岸。银川冲积平原上湖沼众多，或呈串珠状湖沼群沿黄河流向线状分布，它们很可能是黄河故道。宁夏历史上曾有“七十二连湖”之称，石嘴山市境内较著名的湖泊有：西大湖、沙湖、镇朔湖、明水湖、高庙湖等。石嘴山市境内的银川平原属最北端，因地势低洼，排水不畅，是土壤盐渍化较为集中的地区，强度盐渍化区主要分布在平罗西南和惠农南部一带，面积约500.75平方公里。20世纪90年代以后，灌区采取了以改造中低产田、粮食增产为目标的农业综合开发工程，使土壤盐渍化呈减轻趋势，目前这一项目仍在继续实施中。
陶乐台地 位于黄河东岸，为鄂尔多斯高原西缘部分，南北长93公里，东西宽5公里，面积504.5平方公里，海拔1130～1250米。台地基座为古近纪渐新统红层，上覆较薄的第四纪沉积物，地表广为风沙覆盖。台地北部地区分布有小卓子山、红渣子山、馒头山等低山丘陵，相对高差在100～150米，台地西缘冲沟发育，切割强烈，南部兵沟、青土沟等地已呈沟壑纵横的侵蚀丘陵、峡谷地貌景观，水土流失严重。
流动沙丘构成的河东沙地为最大的地貌类型，沙丘呈新月形和链状，高度在4～10米，呈南北向分布，东与毛乌素沙地相连，南北长60公里，在红崖子—陶乐县城一带宽20～25公里，在沙丘间洼地内分布较多湖泊，一般水质较好。
第二节 矿产资源形成
石嘴山大地在漫长的地质历史长河中形成了丰富的矿产资源，主要有无烟煤、烟煤、硅石、陶瓷黏土和矿泉水等。
煤炭
无烟煤 平罗县汝箕沟矿区所产无烟煤，质地甚佳，居世界前列。煤质素以“三低六高”闻名于世，“三低”是：（一）灰分低，精煤灰分只有1.79％～3.06％；（二）低硫，精煤含硫只有0.19％～0.37％；（三）低磷，原煤含磷在0.0026％～0.053％。“六高”是：（一）发热量高，原煤发热量达7920千卡／千克～7960千卡／千克，精煤达8686千卡／千克～8720千卡／千克；（二）比电阻率高，比电阻率为10.9欧姆／平方厘米，比一般无烟煤高1000～10000倍；（三）机械强度高，经转鼓试验，大于25毫米的块煤率一般在74％～86％间；（四）精煤回收率高，达88％，精煤灰分小于5％；（五）块煤率高，为70.68％；（六）化学活性高，温度达到1100℃，二氧化碳分解率为51.8％～78.4％，与冶金焦相差无几。1964年，以商品名“太西煤”（因产地位于中国煤都太原市以西，故名）进入国际市场，至今畅销不衰。“太西煤”可广泛应用于冶金、化工等方面的高炉喷吹、合成氨、烧结铁、活性炭、载体化学炭、代替石油焦做石墨制品、制石墨阳极等。
汝箕沟矿区含煤岩系为侏罗系中下统延安组（距今约1.8亿年），地层厚度约250米，在陆相沉积的砂岩、页岩中，共含煤9层，其中可采和局部可采煤层7层，可采煤层总厚度23～45.4米。编号为第二煤层属主要可采煤层，最厚可达80.4米，一般为11.90米，为巨厚煤层，分布稳定。
矿区地质构造由长轴呈北东—南西向延伸的向斜构成，由北向南划分为白芨沟、大峰沟和汝箕沟3个井田或露天矿段。
经研究证实，在距今约1.8亿年的早—中侏罗世，宁夏东部为鄂尔多斯大型内陆盆地的一部分，而西部贺兰山地区（即石嘴山市境范围内）古地理环境为小型山间盆地。盆地内有河流相、湖泊相沉积物堆积，自下而上由河床、河漫滩、沼泽、泥炭沼泽相韵律组成，为一套砾岩、砂砾岩、砂岩、泥岩夹煤层组成的多个岩石韵律组合。其实每一个沉积韵律即反映一个短暂的成煤期的形成。当时，全球气候温暖潮湿，植物进入又一个繁盛时期，且区内沉积构造环境保持相对稳定，为煤层的形成发展、堆积保存创造了十分有利的古地理条件。
“太西煤”与宁夏东部所产煤层成矿时代大致相同，均为早、中侏罗世，但二者之间的煤质特征有很大差异，“太西煤”的特高变质程度，认为是在成煤期后，贺兰山地区深部有岩浆热液活动所致的结果。这由地球物理探矿资料得到证实，在汝箕沟矿区大峰井田西侧和南侧发现有三处磁异常，显示深部有岩浆侵入体的存在。在含煤地层中和下伏晚三叠世延长组岩石中有大量的热液石英脉，井下亦可在煤层中见及小型石英脉，石英脉由上往下、由北向南逐渐增多，且石英脉中含有大量气、液包裹体，并使周围岩石遭受热液蚀变。延安组煤层的煤化指标挥发分（Vdaf）以大岭井田为中心，向北、西、西南方向逐渐增高，但总体仍为无烟煤。
汝箕沟矿区无烟煤，属煤层自燃现象比较严重的矿区之一。1941年，《宁夏矿产调查》记述，“闻该煤层在清朝同治年间起火，当时无人设法扑灭，乃向周围蔓延燃烧，至今尚有火七处，煤层因燃烧而塌陷，附近岩石裂缝甚钜”。起火原因是，“同治年间战乱，附近农民逃避战乱，潜入煤窑，点火取暖，撤离时未将火焰熄灭而引起”。地下煤层自燃，一段时期以来没有引起足够重视，处于无人过问的状况。到1985年，汝箕沟矿区的大峰露天矿火区影响带达576.5万吨。1987年元旦，由于采煤人员违反防火规定，在井下7米处生火取暖，点燃煤层，火势迅速蔓延，11个月后，火区面积已扩大到2万多平方米。1988年12月14日，自治区人民政府在汝箕沟召开灭火现场会，会议指出，汝箕沟新老火区面积比20世纪60年代扩大了3倍多，每年烧掉太西煤几十万吨，经济损失约1亿美元。当年，宁夏煤矿设计院提出《汝箕沟矿区灭火工程设计》，中国统配煤矿总公司派出专家组对该设计进行了技术论证，同意采用剥离法和灌浆法灭火，设计总概算7425.1万元。灭火工程项目实施后，已取得显著效果，2001年，大部分火区已扑灭，灭火工程目前仍在实施过程中。
烟煤 石嘴山地区盛产烟煤，主要分布在石嘴山、沙巴台、正谊关、李家沟、石炭井和马莲滩等地。
石嘴山地区所产烟煤含煤地层均为上石炭统太原组（距今约2.9亿年）及下二叠统山西组（距今约2.8亿年）。太原组含煤地层总厚度：石炭井矿区为150.4米，含煤8～11层，可采煤层平均总厚13.79米；石嘴山矿区为148.53米，含煤9～11层，可采煤层平均总厚18.15米。山西组含煤地层总厚度：石炭井矿区为112.34米，含煤3～6层，可采煤层平均总厚13.6米。石嘴山矿区为38.43米，含煤3～4层，可采煤层平均总厚12.04米。
石炭井矿区煤质优良，煤以深黑色为主，挥发分在13％～30％之间，有害组分上部为高灰、低硫、富磷；中部为低灰、富硫；下部为中灰、富硫、低磷。精煤发热量8500千卡／千克～8700千卡／千克。焦煤为主，瘦煤、肥煤次之，因煤的结焦性能好，焦炭强度大，已成为西北地区最大的主焦煤矿区。石嘴山矿区以气煤、肥煤为主，原煤灰分普遍偏高，又难洗选，焦炭不能满足大型高炉要求，但可作为较好的动力用煤和配焦用煤。
据调查资料研究认为，在距今约2.9亿年前的晚石炭世，整个宁夏范围内的海水分布面积已达顶峰，古祁连海向东已没过鄂尔多斯古陆与华北海连成一片。当时包括石嘴山市境范围在内沉积古地理景观，应为滨海附近的泻湖沼泽环境，即由于潮汐砂坝的发育，形成障壁岛，阻隔了区内与外海的联系，受潮汐的波浪作用较弱，仅有在发生较大波浪作用时才会影响到本区，因而本区处于相对稳定的沉积环境。在这样的条件下堆积的沉积物分选好，粗碎屑颗粒较少，粉砂质、泥质成分增多，与此同时，因环境封闭黄铁矿结核成分也相对含量较高，主要岩石组合类型为砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层和石灰岩等。此期，海水进退频繁，较大的海侵有三次，构成三个完整的海侵～海退旋回。晚石炭世时期全球的古气候以温暖、潮湿为主，植物繁盛，有十分高大的树木生长，因而是区内重要的成煤期。到了早二叠世早期（距今约2.7亿年），海水已基本退出宁夏及整个华北地区，但水域分布范围和晚石炭世基本相同，石嘴山市境范围属祁连山—华北大型内陆盆地的一部分，盆地内发育河流相、湖泊相、沼泽相和泥炭沼泽相沉积韵律。岩石组合类型为砂岩、砂质页岩、炭质页岩夹煤层或为含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、炭质页岩、煤层组合，具水平层理，常见植物根化石和菱铁矿结核等。此期仍为温暖潮湿气候，适宜植物生长繁衍。有利的气候条件和沉积构造条件为区内创造了第二个成煤期。
硅石
冶金用硅石矿床 石嘴山地区冶金用硅石矿床按形成方式不同分为沉积型和热液型两种，但以沉积型为主。沉积型成矿时代为中上元古界长城纪（距今14亿～17亿年），主要产地有：大武口沟枣窝、王全口、白虎洞、鄂博梁、柳条沟等地。矿层为灰白、浅黄、浅紫色厚—薄层中—细粒石英岩状砂岩、石英砂岩、石英岩，含矿5～13层，矿层总厚度57.13～386.32米，多数矿层厚度在100米以上。矿石化学成分：SiＯ295.57％～98.74％,Al2Ｏ30.33％～2.02％,Fe2Ｏ30.56％～1.94％,CaＯ0.02％～0.98％。矿石质量完全符合铁合金、工业硅用和作熔剂用的要求。
热液型脉石英矿床位于惠农区贺兰山北段道路沟、白渣子沟一带，石英脉体（即矿体）断续延伸，长100～1000米，矿体呈脉状、透镜状，矿体厚度一般为8～10米，最厚为40～50米，矿石化学成分：SiＯ299.40％,Al2Ｏ30.14％,Fe2O30.35％,CaＯ0.02％。矿体围岩为太古界宗别立群混合岩化黑云斜长片麻岩，石英脉产于北东—南西走向断裂带中，形成于加里东期。已获预测资源量585万吨。矿石质量符合结晶硅用要求，也可用作铁合金、工业硅用，属玻璃用石英Ⅱ级品。
玻璃用石英砂岩矿床属沉积型，均产于中上元古界长城纪（距今14亿～17亿年）。已发现柳条沟东段、红果子沟酸枣岭和正义关鄂博梁等三处产地。矿石为中细粒石英砂岩、不等粒石英砂岩和石英岩状砂岩等，矿层厚134～272米，矿石平均品位为：SiＯ297.57％,Al2Ｏ3Ｏ.27％～1.09％，CaＯ0.28％，Fe2Ｏ30.06％～0.093％。查明资源量为136万吨～695万吨，均属中型矿床。
上述形成于距今14亿～17亿年左右的沉积型硅石矿床，根据研究认为，当时的古地理环境应为滨海浅滩，其北部为阿拉善古陆，东与鄂尔多斯古陆为邻。石英颗粒碎屑在强氧化条件和强波浪水动力环境作用下，受到反复强烈冲洗和簸选，致使形成了砂屑成分单一，颗粒分选及磨圆度甚好的石英砂岩。至今，在上述石英砂岩的层面上，还能发现许多典型的滨海浅滩相沉积构造特征，如大型波状交错层理、波痕、虫孔和龟裂等。
陶瓷黏土
石嘴山耐火黏土矿床 位于惠农区的石嘴山一、二矿。产于上石炭统太原组及下二叠统山西组的地层中。矿体呈层状，夹于煤层中或为煤层顶、底板，长2000～3000米，含矿4层，厚度为0.3～6.42米不等。矿石类型分为软质黏土和硬质黏土，Al2Ｏ3含量高，有害杂质少。为优良耐火材料和陶瓷原料。预测资源量204.8万吨，为中型矿床。
简泉高岭石陶瓷黏土矿床 位于平罗县。矿层赋存于上石炭统土坡组，矿层顶、底板岩性为灰白色粗粒石英砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质页岩夹薄煤层等，矿区构造为轴向近东西走向的背斜，矿体长435米，厚度为1.64米，倾角28°～45°，埋深为260米。矿体呈层状，构造简单，主要矿石矿物为硬质及半软质高岭土。矿石化学成分：Al2Ｏ335.15％，Fe2Ｏ31.01％，TiＯ20.93％。查明资源量63.5万吨，为小型矿床。
侵水沟黏土矿床 位于马莲滩火车站附近。矿床含两层矿，层间距一般5米左右。Al2Ｏ3含量25％～35％，Fe2Ｏ31％～8％。随矿层深度增加，铝质含量减少，铁质含量增高，矿石质量不稳定。目前查明资源量250.2万吨，为中型矿床。矿石品级达到耐火材料三级品和陶瓷原料要求，适宜地方工业开采利用。
上述与煤层共生的石炭纪陶瓷黏土矿床，其形成古地理环境应为较为封闭的滨海泻湖相沉积环境，碎屑物相对较少，沉积物以泥质成分为主。
此外，境内尚发现紫色陶瓷黏土（紫砂）矿床三处，其化学成分与江苏宜兴“紫砂”相近，对制陶原料的制备、成型、烧窑等工艺有良好的适应性能，是一类开发前景甚好的陶瓷原料。产地分别为武当庙、小王全沟和红渣子山黏土，推断资源量分别为638万吨、554.4万吨、424.6万吨，均为中型矿床。
矿泉水
平罗县龙泉寺泉 位于贺兰山北段东麓大水沟内，东距平罗县城35公里。泉水出露于河谷南岸三级阶地后缘山坡脚处，高程1345米，泉水从三叠系的砂岩、粉砂岩和页岩的构造裂隙中自流溢出。
储水构造 泉水储存于三叠系上统延长组砂岩、粉砂岩和页岩的构造裂隙水，泉水位于大型倒转向斜翼部的次级向斜的轴部。
补给方式 一是山地南部由构造高部位向低部位的侧向地下径流，二是向斜构造轴部岩层破碎带，深部裂隙水的垂向定托补给。
水质情况 矿泉水感官上清澈透明、无色、无味、无臭、无肉眼可见物，色度小于5°，浑浊度小于3°，水温9℃～15.5℃，水化学类型为HCO3-Ca-Mg。为弱矿化，微硬和中性偏弱碱性水。矿泉水中含21种微量元素，其中锶（Sr）含量在0.452毫克／升～0.531毫克／升，达到了国家矿泉水标准的界限含量，为含锶饮用天然矿泉水，还含偏硅酸、锂等。允许开采量为137.71立方米／日。
平罗县暖泉 位于银川市西北约35千米处，行政区划属平罗县下庙乡暖泉村。矿泉水出露于贺兰山山前洪积倾斜平原的洪积扇前缘地带，矿泉水赋存于第四系沙层中，受断裂控制，为上升泉。矿泉水补给来源为西部奥陶系—前奥陶系组成的基岩含水系统的侧向补给和降水入滲补给而成，但以前者为主。
矿泉水色度2.5°，浑浊度1.8°，无色、无味、无臭、无肉眼可见物，清澈透明，水温13.6℃。水化学类型为HGＯ3-Ca水，为软水和弱碱性水，总硬度7.99～8.36（德国度），pH值7.9～8.0。矿泉水中含多种微量元素，其中锶（Sr）含量2.3毫克／升～0.45毫克／升，达到国家饮用天然矿泉水标准。泉水动态流量基本稳定，允许开采量为483.6立方米／日。
石嘴山市石炭井甘泉 位于石嘴山市石炭井大灯沟附近的阿勒布勒沟内，距石炭井6千米，海拔高程1400米。出露于上二叠统石盒子组碎屑岩中，含水层岩性主要为含砾砂岩、薄层泥质粉砂岩、粉砂质泥岩等，岩石中裂隙发育，为一断层溢出泉。泉水补给来源为大气降水。
泉水无味、无臭、无肉眼可见物，色度小于5°，浑浊度小于3°，水温11.4℃～12℃，矿化度0.56克／升，pH值7.82～7.88，水化学类型为HCO3-Ca-Na水。属低矿化淡水和中性－弱碱性水。泉水含锶（Sr)0.916毫克／升～0.979毫克／升，达到了国家矿泉水标准的界限含量，为含锶矿泉水，矿泉水中还含有十多种微量元素。其他放射性元素、污染物、微生物含量均未超标。可采资源量为89.77立方米／日。
第三节 地质遗迹和古生物
地质遗迹
西河桥古脊椎动物化石遗 迹位于惠农区尾闸乡西河桥村。1985年11月，尾闸砖厂推土时发现化石，当时县文物管理部门知晓后，在100平方米地域内进行两次发掘，获得百多件化石标本。1990年，经中国科学院古脊椎动物与古人类研究所初步鉴定，有象、虎、犀牛、野猪、狼、马、狗、羚羊、大角鹿等十几种。化石赋存层位为第四纪晚更新世（距今约10万年），岩性为浅橘红、棕黄、灰白色砂岩、砂质黏土中，地层可见厚度为35.2米，出露面积小于0.5平方千米。在600平方米范围内，初步确定化石较为集中的埋藏点有3处。化石群面貌反映当时为亚热带温湿气候环境。
古植物化石
石嘴山地区所发现的古植物化石与石炭纪含煤岩系关系密切，往往与煤层共生。在石炭纪中期（距今约3.2亿年），石嘴山市境内已有由南向北的古祁连海海水进入，形成了海陆交替的过渡相沉积环境，陆生植物开始占领形成不久的陆地。当时陆生植物群体主要由鳞木目和种子蕨纲组成，已知属种虽不多，但分布很广。主要属种有：宁夏鳞木、蠕纹鳞木、盔鳞木、大脉羊齿、密短网羊齿、短网羊齿、脉网羊齿、钝肋芦木、钝楔羊齿和贝叶等。
石炭纪晚期（距今约2.9亿年），随着海水范围的进一步扩大，宁夏北部与华北东部的海水已连成一片，横亘于二者之间的古鄂尔多斯南北脊梁已不复存在。此期沉积环境仍为海陆交替的过渡相环境，气候温暖而潮湿，植物繁盛，丛林密布，沼泽发育，具备良好的成煤条件，是我国北方重要的煤炭形成时期。石嘴山、石炭井等地分布的煤层，即属此成煤期形成的煤层。
本期植物群落主要有：斜方鳞木、猫眼鳞木、梭鳞木、鱼鳞封印木、大青山窝木、长星叶、假星轮叶、椭圆楔叶、微缺楔叶、华夏齿叶、菱齿叶、朝鲜丽羊齿、脉楔羊齿等，并已有明显的地区性特征，即仅在东亚地区生长的植物属种，如菱齿叶、华夏齿叶等。
二叠纪（距今2.8亿～2.3亿年），特别是到了晚期，气候转向干旱，植物繁茂已大不如前，大面积成煤作用已停止。本期植物群特点，晚石炭世的代表植物多数灭亡，华夏植物群特有属种大量增加，鳞木目明显衰落。代表植物有：中国瓣轮叶、薄畸楔叶、山西栉羊齿、翅编羊齿、多脉带羊齿、星轮叶、菱齿叶、三角织羊齿、卵叶和宽带羊齿等。
硅化木 属木本植物化石。1978年10月，石炭井二矿地质测量科贾兴武、王洪林在距地表200米深的井下发现第一棵硅化木，硅化木长4米，直径0.3～0.4米。1990年5月，在石炭井玻璃海带滩发现硅化木3棵，其中最长一棵为15米（现存12米）。1995年8月，平罗县宝丰镇农民李占柱等在大武口贺兰山小渠子沟采石场发现一株长8余米，直径1.5～2米的硅化木。随后，人们先后又在石嘴山二矿发现3棵硅化木，在石炭井二矿新建西街发现一处。至此，石嘴山地区已发现硅化木产地5处，有硅化木约10棵左右。上述硅化木产出层位均为石炭纪，距今3.1亿～2.9亿年。硅化木大都保存良好，在长期的地质岁月中，植物的次生木质部均已被硅质成分（SiO2）所替代，原树皮表面的纹路清晰可见，仔细观察尚能见到木质的细微构造，甚至木质的薄壁细胞、髓部构造等。晚石炭纪时期，是重要的成煤时期，当时气候温暖而潮润，植物繁盛，丛林密布，沼泽发育，有高大的科达等树木存在于其中是可以预料到的。这一发现，不仅增加了对石嘴山过去历史地理环境的了解，也丰富了我们的科学知识。而且硅化木作为一种奇石，本身也极具观赏价值。
第四节 石器文化
贺兰山东麓洪积扇上是人类最早活动的地区之一。距今八九千年至三四千年，人类进入新石器时代，属于原始公社时期。四五千年前，人类在贺兰山东麓的活动更为频繁。迄今为止，在石嘴山市发现的新石器时代文化遗存，主要有平罗县的暖泉、明水湖，陶乐高仁镇的泉子湾、程家湾、察罕埂等多处。这些遗址大多选择在水草丰美的地方，周围既能放牧，又能保证人畜饮水需要的场所。
暖泉新石器时代遗址 位于平罗县西南58公里的暖泉村，遗址处于贺兰山洪积扇上。这里不仅发现了细石器、陶器、石磨盘等文物，还发现了当时人类居住的房址。房址为单间，浅地穴式，略呈方形圆角，边长3米左右，朝东设有狭长的门道，是人们出入的通道。房址中心对门的方向，设一圆形火膛，以便炊煮、取暖和照明用。火膛后置一红色夹砂圆底罐，可供保存火种。火膛旁边有加工食物的器具石磨盘和磨棒等。以上这些说明人类已在这里开始定居，并出现了原始村落。这个房址，与西安半坡仰韶文化房址相似。对研究原始社会居民住房和生活习俗，具有重要意义。
明水湖新石器时代遗址 位于平罗县西北9公里的简泉农场机砖厂附近。这里原是古湖泊，遗址靠近湖边，北靠长城，周边被沙丘环绕，面积约300平方米。由于流沙覆盖，发现遗存不多，遗物多集中在北长城的一个豁口内。地表发现用燧石打制的石锥、石刮削器、石叶、石片、石核等细小石器40件，同时还发现泥质红陶、夹砂灰陶陶片和石珠等。
泉子湾新石器时代遗址位于平罗县高仁镇泉子湾，黄河东1公里，陶石公路以东300米，北距高仁镇3公里。南北走向，东南被沙丘覆盖，整个地形东高西低。在东西宽1公里，南北长约5公里的范围内，地表残存大量石器（含细石器）、陶器残片及火烧过的动物骨骼等。磨制石器有斧、刀、凿等，石质坚硬，通体磨光，制作精细。其中斧的斧首厚重，刃部锐利，斧首和刀柄上多有圆形穿孔，有使用痕迹。细石器主要用燧石等石料制成，常见有箭头、尖状器、刮削器，还有柳叶状长条石和楔状石核。石楔为长边三角形，近底端的两侧各有一凹槽，便于和箭托固定，是狩猎的好工具。红陶残片为夹砂红陶和夹砂灰陶两种，质地松散，器表粗糙，烧成火候较低。遗存物多被流沙覆盖。
马山头新石器遗址 马山头（又称麻石头）遗址，属新石器时代遗址。遗址位于平罗县陶乐镇东6公里的沙漠中。该遗址地面有带压纹和上黑彩的红土彩陶片及饰物，有用人工直接打击加工的尖状物、端刮器、石核，有锈蚀的铁器碎片等。发现灰烬坑多处，其中有烧窖垃圾坑一处、炼铁炉一处。遗址面积约6平方公里。经过对古文化遗址现场勘查和实物比较，以及大量考古资料查阅研究核实，初步断定在这里有人类活动的年代历史久远。其保护范围为：南北长3000米，东西宽2000米，保护面积为6000000平方米。
第五节 贺兰山岩画
岩画是先民们刻绘在岩石上的图像，它形象地记录了先民们的生产和生活状况。贺兰山岩画的形成，是由贺兰山独特的自然条件、生态环境和历史人文地理等诸多因素决定的。在古代，贺兰山有着良好的自然环境，气候温和湿润，有茂密的森林和草原，山泉水源丰富，为古人类生存提供了良好的自然环境。
贺兰山的北段和中段东坡的一部分位于今石嘴山市，北至麻黄沟，南到西伏沟境内，山体走向呈东北—西南向。北段山幅宽60公里，海拔一般不超过2000米，山体主要由花岗岩组成，边缘有少量沉积岩，岩石物理风化强烈，干燥剥蚀作用盛行。中段东坡为碎屑岩构成。因流水侵蚀作用，贺兰山东坡沟谷很多，石嘴山市境内较大的沟谷有大西风沟、
小西风沟、大水沟、小水沟、汝箕沟、大风沟、归德沟、大武口沟、大王全沟、红果子沟、正谊关沟等30余条。贺兰山流水地貌沟谷发育，岩石坚硬不易风化，适合刻绘，为岩画创作提供了自然基础，不多的降水量，减少了雨水对岩画的冲刷与侵蚀，使我们今日能清晰地看到许多画面的内容。
贺兰山山高林密，树木葱茏，高山气候阴凉，植被茂盛，野生动物众多，成群的马、马鹿、盘羊、青羊、岩羊、麝、蓝马鸡、石鸡等珍稀动物出没在密林深处，为贺兰山岩画提供了丰富的创作源泉。
优越的自然条件，特殊的地理位置，使得贺兰山自古以来就被我国北方的游牧民族称之为“圣山”。在历史的长河中，水草丰美的贺兰山山麓成为古代北方游牧民族理想的驻牧地和狩猎的地方。两千多年来，先后有荤粥、鬼方、猃狁、戎、匈奴、突厥、吐谷浑、吐蕃、鲜卑、党项、蒙古等民族和部落在这里生活过，他们的生活和生产活动为创作岩画提供了人文地理条件。
早在北魏时期，地理学家郦道元所著的山水地理著作《水经注》中就记载了宁夏境内的岩画。书中记述，黄河流经浑怀障（今银川市兴庆区黄河东岸），“又东北历石崖山西”（在今平罗县境内）。注云：“山石之上，自然有文，尽若虎、马之状，灿然成著，类似图焉。故亦谓之画石山也。”书中所谓“画石”就是“岩画”，也就是“贺兰山岩画”。
1983年至1984年，宁夏各市县文物普查工作队在贺兰山东麓诸沟口发现古代岩画群10余处，其中包括石嘴山市境内的树林沟、黑石峁、归德沟、西风沟、韭菜沟等处的岩画2000余幅。
1991年以来，自治区文管会及宁夏文物考古所组成的贺兰山岩画考察小组先后在石嘴山市境贺兰山内多处发现岩画300余幅。其中1995年5月～7月，在白芨沟两处发现用赭红色矿物颜料彩绘的彩色岩画24组105幅。
据专家分析，这批岩画的凿刻时间最早可追溯到春秋战国时代。
石嘴山市境内的贺兰山岩画大部分凿刻在黑色玢岩上。画面最大的宽2米，高1米。最小的宽7厘米，高4厘米。题材多为动物、人形，许多岩画连续凿刻在数十米、100～200米长的石壁上，构成古代艺术画廊。岩画画面有狩猎、游牧生活及人物服饰、发辫及牛、羊、狗、马、驼、鹿、兔、狐、犀牛等动物形象。石嘴山市境内贺兰山岩画的分布，因自然条件的差异，可分为两种类型。
山地岩画
山地岩画主要分布于贺兰山中北段，大武口区和平罗县境内，大多凿刻在深山腹地的山谷岩壁上，如黑石峁岩画，归德沟、白芨沟岩画；还有分布于沟口两侧的沟崖上，如韭菜沟岩画、大西风沟岩画。山地岩画分布集中，岩画点周围地势相对开阔。画面大小有别，最大的有几平方米，最小的仅几平方厘米。
黑石峁岩画 位于大武口西北10余公里。在山峁顶端发现60余幅岩画，分布相对集中，主要内容有放牧、群鹿、双人舞、狼、狗等图形。岩画主要采用敲凿的方法，也有凿刻的，个别的采用划刻法。
归德沟岩画 位于大武口西南10余公里，南距韭菜沟1公里。岩画分布在沟谷两侧山坡的岩层上，南北绵延约1公里，共有岩画58幅。主要内容有马、狗、羊等，还有人物骑马出牧图和野鹿。岩画使用凿刻法。在岩画中有一些题记，如“大喜大吉”“天坤有神地下人”等，推测与古代的巫术和占卜有关。因岩画面为朝西向，保存较差，有部分脱落或看不清楚，图像粗糙且不规范。
白芨沟岩画 位于白芨沟西口平罗县崇岗镇杏花村南1公里处，相距汝箕沟10公里。它是贺兰山岩画中唯一的一处彩绘岩画，采用了南方岩画的涂绘方式。岩画以红色涂绘，计有37组100余幅。人物图像有征战的乘骑者和狩猎的猎人，动物形象有北山羊、蛇、狗等，尚有表现生殖崇拜和太阳崇拜的内容，还有手印、标志和符号。
大西风沟岩画 位于平罗与贺兰两县交界处。距沟口约15公里处有西夏皇城遗址。岩画分布于沟谷两岸的石崖断壁上，绵延10公里，向阳坡的岩画数量较多，岩画分布于沟口、马场、东沟门子一带，内容主要是人面像、人物和动物等，闻名于世的野牛岩画就位于大西风沟内，岩画多为研磨而成。
韭菜沟岩画 突出的特点是有虎的造型，且体态强健，身上饰有条纹状，为双勾刻线，另外有塔的造型。
山前草原岩画
山前草原岩画，主要分布在贺兰山东麓洪积扇上的荒漠草原中。这里属于贺兰山洪积倾斜平原，地势较平缓，有冲沟分布，沟谷出口处有砾石堆积，植被稀疏，风蚀强烈。岩画凿刻在乱石丛中，或布于山沟两侧的岩石上，岩画画面较小。这类岩画主要分布于贺兰山北段的大武口区和惠农区境内，如麦如井、翻石沟、大树林沟、小树林沟、红果子沟等地。据统计，这类岩画有上千幅，但由于采石原因，数量有所减少。岩画内容以北山羊和马为主，其次有黄羊、岩羊、牛、骆驼、大雁、虎、狼、豹、人物和符号等。构图较简单，以单一型构图为主，组合图案较少。制作方法有磨刻和凿刻两种。
麦如井岩画 麦如井岩画是石嘴山市最北端的一个岩画点，位于惠农区西10公里处，岩画刻制在黑色岩石上，岩画分布不均，朝向多数面南。其画面较小，多为个体图案，组合图案少。内容以动物居多，有马、北山羊、岩羊、野牛、狗、鹰等，也有少量人物和植物、符号图案。凿刻方法是敲击与划刻并用。
翻石沟岩画 位于麦如井南侧3.5公里处，这里沟谷深邃，乱石广布。岩画分布相对集中而又杂乱无章，画面朝南居多。个体画面较多，组合图案较少，内容有北山羊、岩羊、羚羊、马、牦牛、狗等动物。制作方法用敲凿和刻划两种，以敲凿为主。
大树林沟岩画 位于大武口区西北约25公里，翻石沟南侧1.4公里处。岩画分布范围，北到贺兰山正义关口，南到贺兰山红果子的明代长城，南北延伸5000米。这批岩画分布面积广，主要分布在贺兰山山前洪积扇沟口外的乱石丛中，估计约有千幅以上，刻画的主要内容有鹿、羊、狗、驴以及人物狩猎等图形。采用敲凿和划刻法制作，以敲凿为主。
小树林沟岩画 位于大树林沟南侧500米处，处于一狭窄的山谷中，岩画数量较少，内容有北山羊、岩羊和马等动物图案，尚有围猎图、猎人系有尾饰。岩画的凿刻方法与大树林沟岩画相似。
红果子沟岩画 红果子沟位于惠农区西南10公里处，沟内有小片灌木，岩画分布于沟北侧的洪积扇上，数量较少，呈稀疏状，内容与树林沟岩画相似。
贺兰山岩画 是用金属钝器凿刻的，构图方法是采用刻线勾画动物的轮廓，或进行通体雕凿，刻痕深浅不一，部分岩画又经砂磨，光洁平滑。岩画题材均取自古代放牧、狩猎及各类动物活动状况，刻画的形象逼真，艺术造型古朴粗犷，颇有自然之美。贺兰山森林植被历经人为和自然的破坏，较之古代森林面积已大减，而这些古老的岩画如实地记录了贺兰山历史上的自然生态和植被面貌，记录了古代北方游牧民族的生产方式、社会形态、生活习俗和宗教信仰等，为研究北方少数民族的发展史提供了极为珍贵的实物资料。
1988年，黑石峁、树林沟岩画被宁夏回族自治区人民政府列为自治区重点文物保护单位。1996年，贺兰山岩画被国务院确定为全国重点文物保护单位。
贺兰山岩画是祖先留给我们的一份丰厚的文化遗产，吸引众多的国内外游客、专家、学者前来参观考察。1995年9月10日，国际岩画委员会主席埃·阿纳蒂一行27名国际岩画专家考察了黑石峁岩画；1996年1月，石嘴山市政府代表团出访日本国滨田市，带去贺兰山岩画拓片20幅等礼品，赠送给日方，受到日本专家及友人的欢迎。
第六节 古老的孑遗植物——四合木
四合木（油柴） 为四合木属蒺藜科。四合木属仅含四合木一种植物，是我国特有的单型属。它的植物区系属于古地中海或古南大陆古老的孑遗植物，是阿拉善东缘的特有种，也是中国的特有成分。
孑遗植物（包括四合木）的起源与贺兰山形成的历史背景有关，贺兰山最早隆起于白垩纪（距今约1.4亿年），长期处于海拔不高、波状起伏的准平原面，气候炎热干旱。当时贺兰山及西北广大地区具有亚热带疏林草原和半荒漠景观。至第三纪中、晚期（距今2600万年）受喜马拉雅山运动的影响，贺兰山及其周围高山和高原强烈上升，并阻截了由季风环流带来的湿润气候，此时古地中海也逐渐西撤消失和全球性气温下降，致使西北内陆大陆性气候进一步增强，出现了荒漠和半荒漠植被，某些古地中海区系的植物经过长期改造，进而适应并生存下来，这就是贺兰山山麓及其周围地区现今常见的一些古老残遗植物成分，它们主要分布在山麓及洪积扇地带。如四合木、沙冬青、霸王等孑遗植物。
四合木为一种落叶小灌木，高50～90厘米，双数羽状复叶，对生和簇生于短枝上，小叶两枚，肉质，倒披针形，长3～8毫米，宽1～3毫米，顶端圆钝，具突尖，基部楔形，全缘，黄绿色，两面密被不规则的丁字毛，无柄，托叶膜质。花1～2朵生于短枝上，花瓣淡黄色或白色。果实为不开裂的蒴果，具四翅，种子矩圆状卵形，表面被小疣突起，无胚乳。它是中国温带荒漠植被的建群种，是超旱生小灌木。由四合木组成的草原化荒漠植被，宁夏仅小面积分布在北端石嘴山市落石滩洪积扇，海拔1100～1400米，向西通过贺兰山与狼山之间的缺口与内蒙古阿拉善的四合木荒漠相连。
四合木生境特别严酷。气候十分干旱，日照强烈，年降水量小于190.4毫米，蒸发量大大超过降水量，干燥度大于4.99，夏季酷热，冬季寒冷，昼夜温差大；多大风沙尘暴，物理风化强烈。土壤为灰漠土，地下水位很深，地面有砾幂，砾石大小不等，部分砾石表面有黑色荒漠漆皮，土层薄，质地粗粝，缺乏有机质。在这种环境下生长，经过长期的演替与发展而形成肉质叶小、叶和枝具有发达的保护组织和保护性的灰白色，根系多为浅根，并向水平方向发展的超旱生性质，以适应外部各种恶劣环境的超强能力。宁夏境内，由建群种四合木和优势种红砂组成四合木—红砂群丛，仅有一个群落。植物群落层片结构简单，植被稀疏。群落总盖度10％～15％，每100平方米有四合木24株，平均冠幅（0.5×0.4）平方米，株高26厘米；群落主要伴生种有沙生针茅、中亚细柄茅、无芒隐子草、草霸王、多根葱、卵穗苔、松叶猪毛菜、蚓果芥及丰富的一年生草本植物，还有极少量的荒漠锦鸡儿散生群落之中。也有一定数量草原成分植物的参与组成并形成层片，并有多种杂类草伴生，因而具有草原化荒漠的特征。此群落虽然植物稀疏和生物产量较低，仍然是荒漠生态系统的核心，由一些适应荒漠生境的荒漠植物构成的荒漠植被，既维护荒漠区域能量与物质运转的生命过程，又是防止风蚀流沙，遏制进一步荒漠化的因素。具有防风固沙，美化环境、科学研究的重要意义。在植物分类学及区系学的研究上具有重要的价值。同时，在生态环境的保护上也具有很大价值。
四合木荒漠植被由稀少的植物、极少的动物、贫乏的微生物生境组成。这种极其脆弱易受破坏的生态系统，必须慎重对待和维持。一旦盲目开垦，采掘荒漠植被，如砍伐作为燃料（四合木含有油脂），或作为饲料，过度放牧，就会引起风蚀和流沙。这些人为破坏，如不加以保护，大有灭绝的可能而成不毛之地。
四合木为古老的孑遗植物，誉为“植物中的大熊猫”，被列为国家一级保护濒危植物，已在贺兰山国家级自然保护区列为保护范围，经过保护，植物生长茂盛，定能达到保护的目的。
沙冬青 也是一种单型属的豆科植物，分布于内蒙古西部及甘肃省，产于宁夏固原须弥山、中卫、同心、灵武等县（市）；在贺兰山汝箕沟煤矿及大里湾，西侧峡子沟等海拔1400～1950米的山沟干河道两侧，常成片而生。多生于干旱山坡、固定沙丘及沙质地，潜水位较深。沙冬青是阿拉善荒漠特有的常绿灌木荒漠的建群种，是草原化荒漠地区的特有植被，是亚洲中部干旱植物区系中古老的第三纪残遗种，也是该区系中唯一的强旱生的常绿灌木。不仅具有重要的经济意义，而且具有一定的科研价值，已列为国家三级重点保护植物。沙冬青枝叶可供药用，具有祛风湿、活血散瘀的效用，还可作杀虫剂，是极好的固沙、绿化荒丘的植物。
霸王 是极其稀疏的亚洲中部灌木荒漠的建群种，产于宁夏中卫及石嘴山等县（市）。在石炭井、汝箕沟、归德沟及镇木关等处，海拔1100～1950米见有分布。生于干旱石质山坡、半固定沙丘或平铺沙地上。该种为超旱生肉质叶，高70～150厘米落叶灌木，是典型荒漠的植物种，在荒漠地带成片生长。它是阻挡风沙、绿化荒漠的良好树种，根可药用，能行气散满，主治腹胀。该树种经常被砍伐用做燃料，故应引起有关部门的重视，并采取适当的措施，促进该种植物的生长繁殖，改变荒漠地带植被景观。
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