刘朝 郭振林 刘莎莎 唐谷清

（①华北地质勘查局综合普查大队 燕郊065201 ②河北省地矿局第七地质大队 燕郊 065201）

洛阳盆地地处河南省西部山区的秦岭东段，北邻黄河中游一带，为夹持于小秦岭山、邙山、嵩山、熊耳山及新安隆起带间的断（坳）陷盆地，盆地呈蛇头状，北东东向展布，南、北部略高，中间低，主要由山前坡洪积扇裙与伊、洛河河漫滩和Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级阶地组成。其北部接邻邙山黄土丘陵、台塬，东南部接邻嵩山前缘黄土台塬地带，西部、南部接邻小秦岭山和熊耳山、屁山低山、丘陵地带，中部是伊、洛河河谷阶地[1]。

新生代以来洛阳盆地一带遭受了燕山、喜山期地质构造旋回改造[1]，形成主体受北东向构造带控制，局部受北西向与东西向构造带影响，由洛阳坳陷和其周围复式冲断带、褶皱带及一系列断裂带组成的复杂构造体系[2-9]。区域地质构造演化及沉积建造、地形地貌和水、工、环条件等较为复杂，较大影响了该区的生产建设活动。但至今在相关的地质条件与地质环境变迁认识方面，还存在很多纷争和乱象[3-6]。如在部分成因解释、地层定名、沉积环境变迁、地质构造解译方面遇到了许多不易克服的难题、疑点，减弱了地质工作在生产实践中的指导作用。探讨洛阳盆地一带的地质环境变迁与沉积地层序列问题，可很好认识解答上述问题及理顺区域地质变化关系，促进地质工作发展，增强它们对生产实践的指导作用。

1 洛阳盆地的前新生代演化概况

早期的地球表面大多被海洋淹没，出露古陆地很少[10,11]。在洛阳盆地一带，记录最老地层是太古界，当时为大洋优地槽环境，古陆较少。太古代末期的嵩阳运动，推动嵩山古陆和嵩箕冒地槽的形成，同时伴随发生强烈的区域变质和不同程度混合岩化作用，构造了太古界登封群区域变质岩系[2]。至早元古代末，中条运动使嵩箕冒地槽再发生剧烈褶皱和区域动力变质作用，使绿片岩相变质，古陆核拼接。基本形成包含洛阳盆地在内的中朝准地台雏形，及发育了栾川-确山-固始一线等3条深刻影响区域地质环境变迁的深大断裂带，形成沿三门峡-确山-固始一线以北包含洛阳盆地在内的开口向东的巨大喇叭形熊耳山断陷槽盆。中元古代早期末，发生王屋山次造山运动，区域地壳倾斜、褶皱，最终形成了中朝准地台。之后，地壳转为整体升降运动，围绕该槽盆地带多次发生海进、海退演绎，至中奥陶世，分别形成了海滩-潮坪相、滨海-浅海相、台地边缘浅海相-开阔台地相、局限台地相等一系列沉积建造。中奥陶纪晚期，中朝准地台全面上升隆起，长期处于剥蚀状态。中晚石炭纪，地壳再次震荡沉降，面试海侵、海退频繁，形成了海陆交互相及滨海浅滩沼泽相地层建造[2]。

石炭纪末，秦岭褶皱隆起、剥蚀（中华力西运动），而华北已基本海退，完成了海陆交互相向陆相沉积环境的转化。区域沿三门峡-确山-固始一线以南为隆起剥蚀区，以北包含洛阳盆地一带为近海内陆盆地。二叠纪晚期，华北南部大幅隆起，原沉积盆地进一步缩小，成为半封闭内陆盆地。晚三叠世，半封闭盆地的东南部隆起，盆地完全封闭，至此，洛阳中生代早期盆地形成，盆地范围较大，向东延伸至郑州一带[2]。

早侏罗世时，区域地壳进一步上隆及升降运动（燕山运动Ⅰ、Ⅱ幕），洛阳中生代早期盆地更加缩小，呈近于东西向的长椭圆形分布。晚侏罗世时盆地东部翘起，倾向西南，洛阳一带上升剥蚀，但仍保持了中生代早期盆地的坳陷形状。晚侏罗世末褶断运动和岩浆活动激烈（燕山运动Ⅲ幕），区域发生近东西向强烈褶皱，断块差异运动突出，豫西形成一些断（坳）陷盆地，洛阳一带为临近洛宁-宜阳断（坳）盆地东北端的平缓开阔褶皱带[2]，略向西南倾斜。

早白垩世末，断块差异运动更加强烈，岩浆大规模侵入活动（燕山运动Ⅳ幕），华北西部和南部急剧隆起，东部大幅陷落，华北断（坳）陷开始形成。洛阳一带仍为临近洛宁-宜阳断（坳）盆地东北端的剥蚀开阔褶皱带。晚白垩世末-始新世，区域断块运动加剧,地层断错倾斜（燕山运动Ⅴ幕）,同时伴有坳褶运动，中朝准地台发生大规模的解体，深断裂发育，东西分异更加显著，其西部、南部隆升，东部急剧大幅度下沉与扩大，形成了华北断坳盆地[13-17]。受华北断坳盆地大幅下沉[18-20]及地壳深部应力调整影响，洛阳一带沿其西霞-巩义断裂带（F26）、太行山隆起带南端及系列断裂带、新安隆起带、熊耳山隆起带东北端、宜阳-关林断裂带（F20）、嵩山隆起带等一线环围的区域，产生沉陷，形成洛阳中生代末期断（坳）陷盆地，盆地通过一些小河网与东部的华北断坳及西部、西南部的宜阳-洛宁凹陷沟通，广泛沉积了巨厚的古近系河湖相地层。并初步形成了早期的伊洛河。

2 新生代以来的区域地质变迁

进入新近纪，区域断块差异运动加剧，同时伴有坳褶运动，东西分异更趋明朗化（喜马拉雅旋回早期），其西部断块上升，东部全面陷落。伴随新构造运动，洛阳中生代末期断坳盆地抬升缩小，广泛沉积了新近系棕红、紫红色河湖相陆源碎屑地层（N）。

上新世末，断块差异运动迅速减弱，而坳褶运动有所加强（喜马拉雅旋回晚期）。区域西部继续隆起，东部和南部大幅沉陷，华北坳陷与潢川坳陷连成一体，并与包括洛阳新生代早期断（坳）陷盆地在内的豫西新生代断（坳）陷盆地大面积沟通，普遍沉积了新近系河湖相粗陆屑岩与粘土岩互层地层及第四系松散沉积物地层[2]。

区域强烈的坳褶运动，使洛阳新生代早期断（坳）陷盆地内新、老断裂带发育、复活，围切形成了新的断块构造，并再次受到地壳深部物质调整的影响，产生断块沉陷，形成了洛阳新生代早期断陷盆地，即洛阳现代盆地。盆地呈近东西向展布，底部凹凸不平，断裂发育。主要由半坡-天皇岭断裂（F6）、东沙坡-刘坡断裂（F8）、杨庄-龙门断裂（F24）、花园-位屯断裂（F14）、李村-寺沟断裂（F11）、武家沟-杨湾断裂（F15）、宜阳-关林断裂（F20）等环围而成[2-9]，并奠定了此后洛阳盆地与其四周的差异化构造运动格局。

其中，在断陷盆地内，早更新世时期，由于盆地断陷及第四纪冰期、间冰期的交替发生[20-21]，截断了伊洛河流，初期形成一套封闭环境下的泥质砂、卵石层（Q12al-pl），又形成河湖相砂卵石、粉土、粉砂、粘土、砂质粘土层（Q12l-al）等。至中更新世早期，再次形成封闭环境下的泥质砂、卵石层（Q21al-pl），后又形成湖相砂、卵石层（Q21l-al），并沉积泥砂、粘土覆盖其上。后因地壳下切侵蚀，沿盆底断裂带形成多条河流，沟通了盆地与外界的联系，将新沉积泥砂、粘土层冲走，露出下部湖冲积相砂、卵石层（Q21l-al），并又在其上覆沉积、淤积了冲洪积相砂、卵石层（Q21al-pl）及粉土、粘土、砂质粘土地层（Q21al-pl）。中更新世末期，地壳再次差异性升降活动（清水期侵蚀）[21-22]，洛阳盆地进一步下降沉积，而盆地四周则上升剥蚀，盆地内因其周边地势抬高使南、北端两条河流消失，仅存留下地势较低的中央河道，沉积砂卵石层及河道两侧的粉土、粘土、砂质粘土层。晚更新世庐山冰期之后，气候转暖，洪水肆虐，下切侵蚀作用增强，受老断裂控制的原盆地南、北两侧河道复活并袭夺、合并中央河道，形成更宽阔的河道，沉积了较厚而连续分布的中更新统砂卵石层。全新世冰后期，气温转暖,河流来水量增加[22]，且区域下切侵蚀作用再次增强（板桥期侵蚀）[22,23]，洛阳盆地因早期的南、北两条河道逐渐变低，中部地带相对凸起，河道消失，最终只剩下南、北两侧河道，即穿过断陷盆地的现代河流—洛河、伊河，并连续沉积分布了全新统砂卵石层，又因河流下切,形成了平原区的Ⅰ、Ⅱ级阶地。

而在毗邻盆地的四周，因地势高凸聚水困难，沉积物易被搬运至地势更低的洛阳盆地内，多数缺失早更新统地层；只在盆地北侧黄土台塬上沿南达宿-上店-游王庄-瓦店-后沟一线分水岭（因盆地断陷形成）北部，发育了早更新统山麓冲洪积与湖冲积相的粘土、砂质粘土、砂卵石层等[3,5],这也得到了最新ESR(电子自旋共振)测年分析的佐证。中更新世潘阳冰期，气候冷干，季风盛行，风沙飞扬，西北部的大量风尘，籍借高空气流的裹挟向东南搬运，大量降落于洛阳一带的高地、丘陵、封闭洼地堆积，形成较厚的中更新统风积黄土层（Q21eol），覆盖在新近系河流相地层（N1L）之上；而在洛阳盆地内，因河流冲刷作用强烈，未能保留下该沉积黄土地层。中更新世末期，洛阳盆地四周再次差异性构造活动（清水期侵蚀），邙山岭及其北部地带缓慢上升剥蚀，形成黄土台塬，部分地带再经流水侵蚀作用形成黄土丘陵；盆地西部小秦岭一带亦缓慢上升剥蚀，成为丘陵，直接出露新近系地层；盆地南部山地多数为较强烈上升地带，只在盆地边缘一带，为缓慢上升地带，部分保留了中更新世早期风积黄土地层（Q21eol）。进入晚更新世，庐山冰期后，沧州海进，全区以下降沉积为主，在区域高地、丘陵、封闭洼地等地带，发育晚更新世晚期风积黄土地层（Q32eol）。之后，区域地壳再次差异性活动（板桥期侵蚀）[22,23]，区域台塬、丘陵等上升剥蚀，大多缺失晚更新世晚期风积黄土层，仅在局部封闭洼地、台地及沟谷两侧保留下晚更新世晚期风积黄土层。

据此，形成了洛阳新生代断陷盆地及相应沉积地层建造。

3 新生代以来的区域地层序列

洛阳盆地一带分布地层种类较多，坚硬岩、半坚硬岩、松散物地层均有分布。其中，在南部、东北部中低山地带，分布前新生代的坚硬岩类地层；在西部、南部红土丘陵地带，分布新生代古近系、新近系的湖积、坡洪积相地层；在北部、东部、南部的黄土丘陵、台塬及部分坡洪积扇裙地带，分布第四系中、晚更新统风积黄土地层及其下覆的早更新统冲、洪积地层；在中部、东部、西南部的断陷盆地区域，分布第四系冲洪积、坡洪积地层。已揭露的新生代最老地层为新近系河湖相沉积岩系，最新为第四系松散层。区域由新至老、自上而下的沉积地层序列为：

Ⅰ第四系沉积序列

ⅰ全新统上段(（Q42al+pl）)

①a 砂、卵石夹亚砂土层，冲积相，厚3～5m,淡灰黄色，多分布在河床、河漫滩地带；

①b 黄土状亚粘土层，洪积相，厚度大小不一，一般小于10m，黄褐-灰黄色，夹薄层或透镜状砂砾石，多分布在黄土台塬前的河流阶地及洪积扇后缘地带。

ⅱ全新统下段（Q41al）

②a 亚粘土层，冲积相，厚2.0～10.4m,淡灰黄色，多分布在Ⅰ级阶地、河漫滩地带。

②b亚砂土层，冲积相，厚度0.5～2.0m，浅黄色，布在Ⅰ级阶地、河漫滩地带；

②c 粉土层，冲积相，厚0.45～1.2m，黄褐-灰黄色，布在Ⅰ级阶地、河漫滩地带；

②d粉细砂层，冲积相，厚0.4～1.5m，浅黄色，分布在Ⅰ级阶地、河漫滩地带。

②e中粗砂层，冲积相，厚1.6～5.8m，黄绿-灰黄色，分布在Ⅰ级阶地、河漫滩地带。

②f砂卵层，冲积相，厚8.2～28.6m，浅黄色，分选磨圆好，分布在Ⅰ级阶地、河漫滩级阶地地带。

ⅲ上更新统上段（Q3eol+al+pl）。

③土层（Q32eol），风积相，厚5.0～20.0m,灰黄色，含少量钙核，质地疏松、多孔，具良好垂直节理和大孔隙，常夹1～3 层灰褐色古土壤，蜗牛化石较多，一般孢粉和微体古生物化石很少，多分布于丘陵、台塬地带，与下覆中更新统黄土呈不整合接触。

④a 黄土状亚粘土层（Q31Pl），洪积相，厚度3～10.0m，棕黄、浅黄色，含钙核，夹薄层或透镜状砂砾石，分布在山前洪积扇裙中部及前缘地带；

④b 黄土状亚粘土层（Q31al），冲积相，厚度5.0～30.0m，灰黄、棕黄色，多见钙核，含微脐中国蜗牛、腹足类、窄丽山介形虫、玻璃介形虫等化石及松科、蔷薇科、禾本科、菊科植物花粉等；分布在洛河、伊河、涧河、金水河沿岸的Ⅱ级阶地地带；

⑤卵石夹砂、亚粘土薄层（Q31al），冲积相，厚5.0～20.0m，杂色，分选、磨圆较好，分布在洛阳盆地中部的Ⅰ级阶地、河漫滩之下以及洛河、伊河、涧河、金水河沿岸的Ⅱ级阶地地带。在金水河岸下部地层发现象、野牛化石。

ⅳ中更新统上段（Q2al+pl+eol）

⑥a 黄土状亚粘土层（Q22al+Pl），冲洪积相，厚度40～60.0m，紫红、褐红色，夹钙核层及浅黄色钙质粘土层，含蜗牛、窄丽山介形虫、海星介形虫及土星介形虫，分布在黄土台塬地带；

⑥b 亚粘土层（Q22Pl），洪积相，厚度5～40.0m，棕红、褐红色，含钙核及砂卵石，并夹砂、砂卵石及钙核富集层，分布在洛阳平地边缘的破洪积扇裙地带；

⑥c 亚粘土、亚砂土层（Q22al+Pl），冲洪积相，厚度20～90.0m，棕红、棕黄色，夹中细沙及砂卵石层，含蜗牛、窄丽山介形虫、海星介形虫及土星介形虫等，不整合于下更新统之上，分布在洛阳盆地中部地带；

⑦黄土层（Q21eol），风积相，厚20.0～60.0m,棕黄、灰黄色，富含钙核，夹多层棕红色古土壤，每层下部多有钙核层，具垂直柱状节理和大孔隙，含蜗牛化石及茜草科鸡爪勒属、十字花科、豆科、菊科草本植物和松科、木犀科流苏树树木本植物等。分布于丘陵、台塬地带，与下覆地层呈不整合接触。

ⅶ下更新统（Q1al+pl）（ⅷⅸⅹ）

⑧砂质粘土-粘土层（Q12al-pl-l），山麓冲洪积、湖冲积、冲积相，厚度70.0～100.0m，棕红-棕褐-浅黄-黄绿色，夹薄层粉细砂及透镜状砂卵石层，砂层多具清晰水平层理和交错层理；也常夹钙质结核，有时钙质富集成层成为泥灰岩。见有茜草科鸡爪勒属、豆科锦鸡儿属香愧、蒿属、和松科、松科等草本植物花粉。分布在黄土台塬、丘陵下部及洛阳盆地下部地带，与下覆地层呈整合接触。

⑨卵砾石、泥质砂卵石（Q11al-pl-l），山麓冲洪积、湖冲积相，厚度40.0～80.0m，灰白-灰黄、棕红色，夹中细砂层及砂质粘土薄层，分布在黄土台塬、丘陵下部及洛阳盆地下部地带，与下覆地层呈不整合接触。

Ⅱ新近系(N)沉积序列

⑩静乐组：粘土 结核层（N2），上新统湖泊相沉积，厚十余米，深红—褐红色，常夹星散状及层状分布的钙质结核，下及底部时含砂砾石、砂砾岩凸镜体夹层或底砾层。含三趾马Hipparion houfenense、步氏羚羊Gazella blacki 等化石。主要分布在西部小秦岭东部丘陵地带，与下伏地层呈平行不整合或不整合接触。

⑪潞王坟组（N2L）：泥灰岩、泥质砂岩层（N2L），上新统湖泊相沉积，厚7～70 米，灰白-灰绿色，上部为灰白色泥灰岩与灰绿色泥质砂岩互层，夹红色粘土岩（包括粘土矿和膨润土矿）；下部为紫红、红色粘土岩与白色泥灰岩互层,夹褐黄色细砂岩;中部为白色泥灰岩、隐晶质灰岩夹钙质砂岩、泥岩及钙质砂砾岩。含三趾马等哺乳动物：Hipparion dermatorhinus和Chilotherium sp.等。主要分布在南部屁山丘陵地带，与下伏地层呈整合接触。

⑫洛阳组（N1L）：砂质粘土（岩）·钙质粘土（岩）·中细砂岩·砂砾岩·泥灰岩多旋回层（N1L），为由多个粗细相间的较小沉积旋回组成的中新统河湖相沉积地层，厚20～115 米，棕红、浅黄、浅灰绿、灰白、灰红杂色，总的粒度偏细，颜色偏红，多未胶结或半胶结，其中砂质粘土（岩）、钙质粘土（岩）多呈花斑状，多未胶结，较松散；砂岩、砂砾岩，微胶结或半胶结，微胶结的似砂层、砂砾石层，半胶结的似砂岩、砂砾岩；泥灰岩，灰白-灰绿色，半胶结，较致密坚硬，由粉砂及泥级碳酸盐与粘土矿物混合组成的一种松、软、易碎的较新的沉积岩，为安静浅水湖相产物。该套地层产美星介、土星介、湖花介等介形虫和梅球轮藻、中华梅球轮藻、似轮藻等化石，以及产藜科、麻黄科草本植物和松科、榆属木本植物花粉等。此外，还采到利齿猪化石。主要分布在西部小秦岭及南部屁山丘陵地带以及分布于黄土丘陵、台塬和河谷冲洪积平原的下部，与下伏地层呈角度不整合接触。

3 结语

以上文稿探析了新生代以来洛阳盆地的地质环境变迁与地层序列问题，形成认识如下：新生代前期末，受华北断（坳）陷盆地大幅下沉及深部地应力调整的影响，洛阳盆地一带在已有复杂基底和表部微向西南倾斜的平缓开阔褶皱带基础上断（坳）陷下沉，形成由多条断裂带、隆起带合围的洛阳一带断（坳）陷盆地及其河湖相沉积建造。上新世末，伴随区域强烈的坳褶运动，及新、老断裂带的发育、复活，沿其半坡-天皇岭、东沙坡-刘坡、杨庄-龙门、花园-位屯、李村-寺沟、武家沟-杨湾、宜阳-关林等断裂带合围区域，再次产生断块沉陷，形成了新生代洛阳断陷盆地及相应沉积地层。区域浅表地层序列显示，在盆地内为第四系下、中、上更新统及全新统的冲积、冲洪积相亚粘土、砂质粘土、亚砂土、砂卵石、卵砾石沉积；而在盆地外部北侧为第四系下更新统的山麓冲洪积、湖积相的粘土、亚粘土、卵砾石、泥质砂卵石及中、上更新统的风积相黄土沉积，东部为中、上更新统的风积相黄土沉积及其下伏新近系的河湖相岩系沉积，西部、南部为新近系的河湖相砂质粘土（岩）、钙质粘土（岩）、中细砂岩、砂砾岩、泥灰岩、泥质砂岩、粘土·结核层沉积。它们主要构成了深刻影响区域工程建设的地质环境特征。

以上结果将有助于丰富区域地质认识，促进地质信息的交流、对比，更好服务于工程建设活动。