济南地质描述

济南市处于鲁中山地与鲁北平原的过渡地带，市境以南的玉皇顶（1532米），是鲁中山地、也是山东的最高峰。境内山地呈扇形环绕在泰岱的西北部，南高北低。最南部的长城岭，构成了本市与泰安市、莱芜市的分界线，同时也构成了汶河水系与小清河、玉符河的分水岭，最高点（摩天岭）为988.8米。市区西北部为黄河，黄河与山前冲洪积平原之间有小清河，两河均为不对称水系，右岸多支流，左岸无支流或支流少而短。山前洪积、冲积地貌比较发育。济南现在的地貌形态，是长期经受内外营力作用演变的结果，特别是在白垩纪燕山运动，基性至中性岩浆岩大量侵入，在市区、历城、章丘最为活跃，形成了济南岩体、沙沟岩体、唐冶岩体、西杜庄岩体、鱼山岩体、张家庄岩体、流海岩体、荆山庄岩体、茶叶山岩体、大有岩体、驼沟岩体等；同时火山强烈喷发，在历城十里铺到章丘的魏化林、章丘东北部到邹平，火山岩覆盖于二叠系及侏罗系地层之上。伴随着岩浆岩的侵入与火山岩的喷发，产生了大面积的升降、较大的断裂与局部的穹状隆起，南部以大幅度的上升为主。喜马拉雅运动在本区对燕山运动有继承性，进一步破坏并改造了原有形态，基本形成今日之地貌。在喜山期，约在上新世或更早，有一个地壳相对稳定时期，高处经受剥蚀，低处接受沉积，形成了一个夷平面，即鲁中期地面。后来地壳活动加强，继续产生断裂与大面积的上升运动，断裂使鲁中期地面进一步变形，而上升幅度不均匀，上升量约500〜1000米。泰山上升幅度最大，北部、西北部小，使地面向北、北西倾斜，形成泰山穹隆。该地面在市内应以长城岭为代表。在齐河一广饶深大断裂以北继续下降，本市北部接受了第三系沉积。到第三纪末期或第四纪初期，升降渐缓，直至最后稳定，使地面强烈剥蚀堆积，又形成一个夷平面，即临城期地面。此地面与后来的两级阶地两者很难区分，多数留有残丘。更新世中、晚期以来的外力作用，不仅使其表面广泛发育残积层，冲洪积物很发育，厚度可达近百米。到全新世地壳又有过小幅度的动荡，在巴漏河、玉符河、东沙河等地，形成了两级阶地。辖内地貌可分为侵蚀低山、剥蚀丘陵、堆积平原三个区。济南市的地质构造比较复杂，济南市南北跨鲁西断隆和华北断陷两个构造单元。两个构造单元之间，为齐河一广饶断裂带。地质构造比较复杂。其中古老基底以褶皱为主，构造复杂，而盖层构造较为简单，以单斜为主。此外区内断裂构造发育，并且控制了中、新生代断陷盆地。一、褶皱（一）基底褶皱构造区内南部基底由太古界泰山群组成，发育一系列褶皱构造，褶皱轴向为300〜340度，表现为一系列紧密的复背斜相间排列，近于平行分布。褶皱轴面多数向南西倾，倾角50〜80度。复背斜核部由遭受强烈区域变质作用和混合岩化作用的混合花岗岩、交代式花岗岩组成。本区主要分布有泰山一徂徕山一蒙山倒转复背斜（北段）。（二）盖层褶皱构造区内广泛分布着寒武、奥陶系，产状平缓，约10度左右，大致向北北西或北北东向倾斜，多呈单斜构造。石炭、二叠系覆盖在下古生界地层之上，亦成单斜构造，并且多隐伏于第四系之下。二、断裂本区除了近东西向分布的齐河一广饶隐伏断裂带外，还有北北西向、北北东向两组规模较大的断裂。（一） 齐河一广饶隐伏断裂带是鲁西断块隆起与济阳拗陷的分界断裂。总体走向80度左右，向北西倾，倾角40〜60度，落差900〜1500米。沿断裂带有间歇性中、基性岩浆喷发和小规模的中基性侵入岩。其南侧章丘一邹平有辉长岩体及青山组火山岩系分布，北侧新生代拗陷中堆积有巨厚的下第三系含油建造。（二） 北北西向断裂主要有五条。从西向东依次为长清断裂、千佛山断裂、刘志远一十八盘断裂、文祖断裂和白泉庄一五色崖断裂。1.长清断裂从长清县西侧通过，北越黄河，南至肥城以北，长达40公里以上。呈330度走向，向西南倾。它不但切穿古生界盖层，而且下切至泰山群。西盘下降。在季家庄附近见有断层角砾岩及破碎带。呈张扭性断裂。2.千佛山断裂出露于千佛山西南侧，长约25公里，呈320〜350度走向，向南西倾，倾角78度。它切穿古生界盖层，并且西盘地层下降。断裂带内发育有张性角砾岩，宽者五六米，窄处仅数十厘米，角砾成份主要为两侧岩石，属于先张后压扭的断裂。断裂西盘近断层西处地层产状变化大，局部形成小型向斜褶曲。断裂北段有灰绿岩脉充填，沿断裂上盘的层间滑动破碎带，辉绿岩呈岩床产出。北部通过桑梓店的一条北西向隐伏断裂，可能是该断裂的北延部分。1978年9月25日泺口发生地震，表明该断层切过济南辉长岩体，至今仍有活动。该断裂通过市内趵突泉一带，地下水沿断裂上溢，形成了该处的众多泉群。3.刘志远一十八盘断裂南自西营东，经十八盘、刘志远村，向北延至西沙河。断裂长约30公里，走向335〜345度，向西南倾，倾角60〜80度左右。在小汉峪处与北北东向大田庄断裂相交，交接处断裂发育，岩石破碎。断裂切割古生界盖层，南段切割泰山群。主断裂西盘碎裂岩带宽30米左右，其中角砾岩带宽4米，角砾成份为灰岩、白云质灰岩，被钙质泥质胶结，多呈浑圆状。断层面比较平直规则，其西盘地层下降。属于先张后压并具扭动的断裂。4.文祖断裂北自枣园，向南经文祖延至莱芜上游庄，长约36公里（据煤炭系统资料，枣园以北隐伏断裂继续向北北西向延伸）。其走向330度左右，向南西倾，倾角72度左右。断裂西南侧地层下降并相对向南位移，产状变化较大，多和断层面倾向一致，东盘地层产状稳定。断裂两盘位移幅度南段大于北段。如南段鲁村一带，太古界直接与下奥陶统接触，而北段则在二叠系中通过。破碎带中角砾岩发育，角砾岩带宽度一般小于10米，宽处可达10余米。在南山寨至文祖一带角砾成分为石灰岩、泥质灰岩、竹叶状灰岩、鲕状灰岩等，胶结物为钙质、泥质和少量铁质，角砾呈棱角状、次棱角状，直径一般为3〜5厘米，有的可达二三十厘米。5.白泉庄一五色崖断裂在文祖镇以东约3公里处通过，大致与文祖断裂平行，长度约80公里。走向330度左右，向西南倾。断裂切穿古生界盖层，至南段下切至太古界，北段可能切割侏罗系，西南盘下降。（三）北北东向断裂发育有大田庄一黑龙峪断裂、孙村断裂和埠东断裂。三、凸起和凹陷本区在中生代时期，地壳差异性升降运动表现明显，南部隆起，形成泰山凸起，主要由泰山群变质岩系组成，片理或片麻理，走向北北西。凸起北部为古生界，从西到东走向由北转为东西至北西，向济阳拗陷倾伏，地层倾角平缓，斜坡较大。本区位于其北缘，北部齐（河）广（饶）构造结合带开始活动，沿结合带在章丘以东发育有小型断陷盆地，其中堆积了侏罗系陆相碎屑岩建造。济南市地下水的赋存与分布均受地质构造、地层岩性、地貌及气象水文等自然因素综合控制。南部隆起区基岩裸露；北部沉降带广布巨厚的黄河冲积层；中部山前过渡带冲洪积物向北延展并与黄泛冲积层交错相接。区内地势自南而北由低山、丘陵过渡到平原，地下水赋存于各水文地质单元之中。市境南部由太古界泰山群变质岩系组成基底，盖层总体倾向为北，倾角5〜12度，由南往北依次展布寒武系、奥陶系石灰岩，岩层一般为单斜产状，褶皱不显，断裂发育，至山前逐渐隐伏于第四系之下；市区北部下伏中生代燕山期辉长岩、闪长岩，东、西郊的北部地区下伏古生界石炭、二叠系含煤地层，与奥陶系灰岩成假整合接触；新生界第四系松散堆积层广布于山前倾斜平原。其中南大沙河、北大沙河、玉符河、巨野河、绣江河和漯河形成冲洪积层。市境以北有齐（河）广（饶）东西向隐伏大断裂。区内断裂有三组：北北西向的东梧断裂、千佛山断裂、石马断裂、平安店断裂和马山断裂，近南北向的炒米店断裂，

北东向的港沟断裂。这些断裂对济南地区地下水的分布、运移具有一定的控制作用。变质岩山区，基岩裸露，表层普遍存在风化带，含孔隙—裂隙潜水，一般富水性不大。因处于岩溶水系统的至高部位，地下水位往往仅表现为降水补给，浅部循环，短途排泄，雨后以表流和地下径流形式流入岩溶水分布区，成为岩溶水的间接补给区。寒武、奥陶系广布于南部山区及山前地带，呈东』北一西南条带状分布。南侧的山地丘陵石灰岩裸露，且降水量较大，地表溶蚀现象明显，溶沟、溶槽、溶蚀裂隙普遍发育，地下岩溶裂隙发育亦较好，而且连通性强，为地下水直接补给区。主要为大气降水补给，赋存裂隙岩溶地下水。在明水、历城和长清以北，地势逐渐低平，奥陶系灰岩大致向北倾伏于石炭、二叠系之下，地下裂隙岩溶发育，地下水接受南部裂隙岩溶水的径流补给，在受到煤系地层或岩浆岩体阻隔时，水位回升而富集，在济南、明水一带地势低洼处或构造有利出露部位，上涌成泉排泄，形成本区裂隙岩溶水的承压排泄区。该区地下水赋存条件良好，上游补给面积大，降水多，水量充沛，为裂隙岩溶水的强富水地段。以碎屑岩为主的石炭、二叠及侏罗系地层，分布于章丘、郭店及长清以北一带，在构造上位于泰山隆起向济阳拗陷的倾伏部位。石炭系为一套砂、页岩夹煤层及石灰岩相间的煤系地层，覆盖于奥陶系灰岩之上。因砂、页岩裂隙不发育，石灰岩层厚度薄，岩溶发育较差，岩溶裂隙水不甚富。其补给源以接受奥陶系裂隙岩溶水顶托补给为主，在地形低洼及构造发育地带亦往往成为奥陶系裂隙岩溶水之排泄带。二叠系、侏罗系的砂、页岩及砂砾岩具微弱的孔隙、裂隙，赋存不丰富的孔隙、裂隙水。其中二叠系奎山段砂岩及侏罗系砾岩孔隙发育相对较好，在裸露区接受降水补给，径流排泄于山前地带，并隐伏于冲洪积层之下。除降水补给外，还接受第四系孔隙水补给，故富水性相对较强，成为此区具一定供水意义的主要含水层。章丘县东北部的长白山为火山岩分布的低山丘陵，火山岩气孔不太发育，裂隙发育亦差，所以仅赋存不丰富的孔洞裂隙水。趵源唯大气降水。由于该区地势山高坡陡，降水大部呈表流形式泄于沟谷，地下水多沿地形坡降运移，水位浅，流泄较快，不易蓄存，所以赋存条件差，地下水贫乏。在侵入岩分布地带，如济南北郊辉长岩体、沙沟闪长岩体、茶叶山辉长岩体等处，岩石结构致密，质地坚硬，很少裂隙，风化层薄。地下裂隙水赋存条件差，地下水贫乏。平原区广泛分布第四系沉积物，岩性松散，孔隙发育，赋存孔隙水。在山前地带分布着冲洪积层，多有黄土状粘性土或砂性土组成。间夹透镜状碎石层，地下水赋存条件不好；北部平原区冲积层几经黄泛沉积而成，岩性松散，具较好的蓄水空间，富水性较强。地下水以大气降水补给为主，沿黄尚接受黄河侧渗补给，山前冲洪积层径流和河川径流的侧渗也是补给源之一。黄河冲积平原深层地下水，赋存于第四系及上第三系的松散岩类孔隙中。含水层分布广，埋藏深度大，层次多，单层厚度薄，累计厚度大，颗粒较粗，

孔隙发育，有较好的蓄水空间。此类地下水静压力大，水头高，但运移迟缓，径流途径远，补给困难，可供开采的资源有限。现代地质工作者调查研究认为，济南泉水来源于市区南部山区，大气降水渗漏地下顺岩层倾斜方向北流，至城区遇侵入岩体阻挡，承压水出露地表，形成泉水。济南南部山区为泰山余脉，自南而北有中山、低山、丘陵，至市区变为山前倾斜平原和黄河冲积平原的交接带，高差达500多米，这种南高北低的地势，利于地表水和地下水向城区汇集。在地质构造上，南部山区属泰山隆起北翼，为一平缓的单斜构造。由于北侧断裂切断，形成许多小断块，其中千佛山堑断块是构成城区泉群的构造基础。山区以前震旦系变质岩为基底，上布有1000多米厚的寒武系和奥陶系石灰岩岩层。岩层3〜15度倾角向北倾斜，至市区埋没于第四系沉积层之下。在漫长的地质年代，这些可溶性灰岩，经过多次构造运动和长期溶蚀，岩溶地貌发育，形成大量溶沟、溶孔、溶洞和地下暗河等，共同组成了能够储存和输送地下水的脉状地下网道。市区北部为燕山期辉长岩一一闪长岩侵入体，质地细密，岩质坚硬，隔水性能好。千佛山断块西有通过纬一路的千佛山断层；东有穿过解放桥和老东门的羊头峪断层，这样就组成了东西北三面阻水岩体，构在了三面封闭的排泄单元。南部山区，在灰岩出露和裂隙岩溶发育的地方，吸收大量的大气降水和地表径流，渗入地下形成了丰富的裂隙岩溶水。这些裂隙岩溶水，受太古界变质岩的隔阻，沿岩层倾斜的方向，向北作水平运动，形成地下潜流，至城区遇到侵入岩岩体的阻挡和断层堵截，地下潜流大量汇聚，并由水平运动变为垂直向上运动，促进了岩溶发育和水位抬高，在强大的静水压力下，地下水穿过岩溶裂隙，在灰岩和侵入岩体的接触地带及第四系沉积层较薄弱处夺地而出，涌出地表，形成天然涌泉。降水量的多少和季节分配直接影响着泉水的变化。济南属暖温带季风气候，多年平均降水量650〜700毫米。由于夏季风的影响，降水量季节分配不均，2/3的降水量集中在夏季，秋季不足1/5,冬春两季降水很少。四季降水量的具体情况是：春季G〜5）86.9毫米，夏季（6〜8）448.2毫米，秋季（9〜11）124.9毫米，冬季（12〜2）25.2毫米。随着降水量的“少——多——少”的季度变化，泉水水位和流量也相应地出现“低——高——低”和“小——大——小”的季节变化，不过在时间上较降水的季节变化推迟一些。一般年份，泉水变化过程是自年初始，流量逐渐减少，至6月出现最小量和最低水位；7月份随降水量增加而流量开始增大，8、9月出现最大流量和最高水位。一般规律是年降水量多，当年泉流量大，水位高；年降水量少，当年泉水的流量也小，水位也低。大气降水对泉水动态变化所起的主导作用，是人工开采量不超过泉水流量的情况下显示出来的，如果开采量大于泉流量，雨量因素则处于次要地位。开采量的多少，直接影响泉水的动态变化。1972年1月20日6时40分，市区大面积停电4小时50分钟的事故，提水系统全部停机，这段时间市区水位回升40厘米。1968年，开采量与泉流量大体相