表3-1 区域地层简表
界 | 系 | 统 | 组（） | 代号 | 厚度 （m） | 分布区域及范围 | |
新生界 | 第四系 | 全新统 | Q4 | 4~30 | |||
上更新统 | Q3 | 3~30 | |||||
中更新统 | 离石组 | Q2l | 40~95 | ||||
下更新统 | 午城组 | Q1w | 10~30 | ||||
上第三系 | 上新统 | N2 | 10~84 | ||||
中生界 | 三迭系 | 上统 | 延长组 | T3y | 183~477 | ||
| 183组合 中统 | 铜川组 | T1t | 444~634 | ||||
二马营组 | T1er | 305~669 | |||||
下统 | 和尚沟组 | T1h | 201 | ||||
刘家沟组 | T1l | 338 | |||||
上古生界 | 二叠系 | 上统 | 石千峰组 | P2sh | 175 | ||
上石盒子组 | P2s | 460 | |||||
下统 | 下石盒子组 | P1x | 54 | ||||
山西组 | P1s | 26~63 | |||||
石炭系 | 上统 | 太原组 | C3t | 71~105 | |||
中统 | 本溪组 | C2b | 9~27 | ||||
下古生界 | 奥陶系 | 中统 | 上马家沟组 | O2s | 229~365 | ||
下马家沟组 | O2x | 61~90 | |||||
下统 | -- | O1 | 65~132 | ||||
寒武系 | 上统 | 凤山组 | Є3f | 50~95 | 下庄水库一带 | ||
长山组 | Є3c | 5~15 | 下庄水库一带 | ||||
崮山组 | Є3g | 46~62 | 下庄水库一带 | ||||
中统 | 张夏组 | Є3z | 68~148 | 下庄水库一带 | |||
徐庄组 | Є3x | 73~120 | 下庄水库一带 | ||||
上元古界 | 长城系 | 下统 | 霍山组 | Zch | 47~64 | 下庄水库一带 | |
上太古界 | 太岳山 | 未分 | ＞1710 | ||||
中太古界 | 界河口 | 未分 | ＞7000 | 下庄水库一带 | |||
各地层由新至老分述如下：
1、第四系（Q）
（1）全新统（Q4）
全新统地层主要分布于河流两侧及山前地带，是组成河流一级阶地的主要物质。
1）冲积层（Q4al）
主要分布于汾河及其支流沿岸，组成河流一级阶地和河漫滩，沉积物具明显的二元结构，上部为粉土，下部为砂、碎石类土，厚2～30m。
（2）上更新统（Q3）：
上更新统地层在测区内极为发育，广泛覆盖在山坡谷地，是组成黄土地形的主要物质，主要有冲积和坡洪积两种成因类型，其特征分述如下：
1）坡洪积层（Q3pl）
分布于汾河两岸的山前斜平原。岩性为浅黄黄土状粉质粘土及粉土，富含钙质，具大孔隙，垂直节理发育。局部夹有薄层砂砾石及砾石透镜体，厚度一般为3～20m。
2）冲积层（Q3al）
主要分布于汾河两岸，形成河流的二级阶地。岩性上部为灰黄新黄土，具大孔隙、垂直节理，含钙质结核；中部为浅棕黄粉质黏土、粉土与粉、细砂互层，夹碎石类土透镜体；底部为砂层及卵砾石层，该层最厚达85m。
3）风积层（Q3eol）4-1
主要分布于吕梁山以西地区，组成黄土塬、梁、峁的顶面，岩性为新黄土，具大孔隙，垂直节理明显，厚度一般5～20m。
（3）中更新统（Q2 pl）洪积层：7-2
广泛分布于吕梁山东麓、西麓海拔1500m以下的山岭之上，组成黄土塬、梁、峁。
岩性为红黄及浅红棕黄土状粉质黏土，夹有多层古土壤层，底部有冲积相砂，砂砾石层及粉土互层，一般为40～95m。
（4）下更新统（Q1pl）洪积层：
广泛分布于吕梁山东麓、西麓海拔1500m以下的山岭之上，与组成黄土塬、梁、峁的中更新统老黄土呈角度不整合接触。
岩性为一套棕黄黄土状粉质黏土，夹明显古土壤和钙质结核层，致密、坚硬，由石质黄土之称。具放射状孔和植物遗留根孔，无节理。古土壤为深棕红黏土，一般发育4～8层，往往形成两组致密的古土壤条带，每组由2～5条组成，每条厚0.2～0.5m，间距0.5～1.0m，以3～5°的角度倾向原始沟谷。古土壤底部钙质结核富集成层，愈近山前地带结核层愈发育，核径愈大，成层性不明显，本组岩性、层位稳定，厚一般10～20m，部分地区可厚达25 m
2、上第三系上新统（N2）
主要分布于深切黄土沟谷中，面积较小，且分布零星，海拔标高500～1300m之间，与上下地层皆呈不整合接触。
3、三叠系(T)
（1）上统（T3）
延长组（T3y）：主要岩性为发育麻斑状构造的黄绿、肉红、土黄厚层中粒长石砂岩夹暗紫红泥岩、紫红砂质泥岩及灰钙质粉砂岩，厚度362～474m。
（2）中统（T2）
铜川组（T2t）：由肉红、灰红、灰白、土黄及黄绿厚层中～粗粒长石砂岩和暗紫泥岩，少量的黄绿页岩、煤线等组成，厚度502～634m。
二马营组（T2er）：由黄绿厚层长石砂岩夹暗紫、紫红泥岩、砂质泥岩组成，厚度512～703m。
（3）下统（T1）
和尚沟组(T1h)：总的是一套紫红、砖红砂岩与泥岩互层。下部砂岩少于泥岩，砂岩中夹钙质胶结砂岩“球”，厚度164～201m。
刘家沟组(T1l)：一套紫红、淡紫中～厚层状，细～中粒钙质、钙、铁质胶结长石石英砂岩、长石砂岩，厚度338～442m。
4、二叠系（P）
二叠系主要分布于测区西部的中阳至离石一带，在黄土冲沟中零星出露。由砂岩、砂质页岩
、页岩、泥岩及煤层组成的陆相沉积。按其岩性、岩相特征及植物化石组合，进一步划分为上、下两个统。
（1）上统（P2）：
石千峰组（P2sh）：由紫、紫红砂岩、泥岩组成的陆相沉积，厚度175m，与下伏上石盒子组呈整合接触。
上石盒子组（P2s）：由黄绿、紫红砂岩、砂质页岩、页岩组成的陆相沉积。碎屑岩粒度从下向上逐渐变细，颜变深，厚度460m，与下伏下石盒子组呈连续沉积。
(2)下统（P1）
下石盒子组（P1X）：由灰绿、黄绿砂岩、砂质页岩、页岩、泥岩及煤线组成的陆相沉积，厚度54m，由北往南变薄，与下伏山西组呈连续沉积。
山西组（P1s）地层由灰、灰黑、灰黄砂岩、砂质页岩、页岩及煤层组成的陆相含煤建造。底部以一层灰白砂岩与下伏石炭系上统太原组地层分界，二者呈连续沉积，含4层煤，厚度26～63m。其中九尺煤为稳定可采煤层，其余为局部可采或不可采煤层。
5、石炭系（C）
石炭系在吕梁山脉两侧中低山及低山丘陵区出露，由砂岩、页岩、铝土岩、灰岩及煤层组成的陆相及海陆交互相含煤建造，与下伏奥陶系中统地层呈平行不整合接触。
（1）石炭系上统（C3）
太原组（C3t）由灰白、灰黑砂岩、砂质页岩、页岩、灰岩及煤层组成的海陆交互相含煤建造，是测区内主要含煤地层之一，厚度87～102m，与下伏地层呈连续沉积。含煤1～7层，含2～4层灰岩，局部相变为页岩。
（2）石炭系中统（C2）
石炭系中统本溪组（C2b）由铝土质泥岩、页岩、灰岩及铁质结核层组成的海陆交互相沉积地层，厚度16～35m，与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触。上部为灰白、灰黑砂岩、页岩、铝土质页岩、灰岩，局部夹煤线。灰岩1～2层，常相变为页岩。下部为灰白、深灰、灰绿含铁铝土质泥岩、粘土岩、鲕状铝土质泥岩，底部有窝状山西式铁矿。本组地层厚度变化不大，一般在28～35m之间。
6、奥陶系（O）
奥陶系灰岩在吕梁山脉两侧中低山及低山丘陵区出露，奥陶系为一套灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、砂岩、页岩、含燧石白云岩等组成的海相碳酸岩沉积地层，厚约400～500m。与下伏寒武系地层呈整合接触。
（1）奥陶系中统（O2）
奥陶系中统上马家沟组主要为泥灰岩、灰岩与豹皮灰岩组成。与下伏下马家沟组地层呈整合接触，厚度在282～312m之间，分两个岩段。
上马家沟组第一段（O2s1）岩性主要为泥灰岩，角砾状泥灰岩，角砾状泥灰岩间夹灰岩。
上马家沟组第二段（O2s2）岩性主要为灰岩与豹皮状灰岩。
下马家沟组（O2x）底部为黄褐中层状石英砂岩及黄绿钙质页岩、泥灰岩，整合沉积在下奥陶统地层之上，在测区内分布普遍，是与下统分界的良好标志。上部主要为灰岩间夹薄层泥灰岩及白云质灰岩。厚度61～90m。
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