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包頭市的地理坐標(biāo)為東經(jīng)109°30′～110°00′，北緯40°20′～41°20′。全市總面積9991平方公里。在地質(zhì)上處于不同性質(zhì)的兩大構(gòu)造單元之間，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，地殼運(yùn)動(dòng)活躍，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，沉積類型多樣，地層出露齊全，巖體分布廣泛，變質(zhì)作用顯著，礦產(chǎn)資源豐富。

一、地層及巖性

包頭市境內(nèi)出露的地層較齊全，華北地區(qū)出露的大部分地層市境內(nèi)均有出露。共包括12個(gè)系（群）的地層。

（一）上太古界烏拉山群

為包頭市出露的最古老的地層，分布面積廣泛，主要出露于市境西部的烏拉山東端、大青山中西部，呈現(xiàn)北東東向展布，東西長(zhǎng)240余公里，南北寬約10～20公里，總面積為3600平方公里。據(jù)其巖性特征，分為5個(gè)巖性組，如表3-1-1所示：

包頭地區(qū)地層表

表3-1-1

（1）斜長(zhǎng)片夾蛇石化大理巖組：該組出露厚度為6700米，呈灰黑色，為黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾蛇紋石化大理巖及磁鐵石英巖透鏡體，巖中賦存有小型鐵礦床和鐵礦點(diǎn)。

（2）大理巖組：層厚約2615米，呈灰綠色，為含石棉蛇紋石化大理巖。

（3）斜長(zhǎng)片麻巖夾磁鐵石英巖組：呈暗灰色，為黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾磁鐵石英透鏡體，層厚為11335米，層中賦存有較多的鐵礦點(diǎn)。

（4）二長(zhǎng)片麻巖、變粒巖組：為灰黃色二長(zhǎng)片麻巖、灰綠色變粒巖夾斜長(zhǎng)片麻巖，厚度為4150米。

（5）結(jié)晶大理巖組：為灰白色結(jié)晶大理巖，層厚在800米以上。

（二）下元古界色爾騰山群

主要出露于固陽(yáng)縣境內(nèi)，見(jiàn)于銀號(hào)、梅令山、召地等處，其他地帶只零星可見(jiàn)，如白云鄂博東南50公里處，渣爾泰山東北25公里處等。據(jù)該群地層巖性特性可分為2個(gè)組：

（1）紅山溝組：地層厚度為7280米，其下部為片巖夾斜長(zhǎng)角閃片麻巖、混合巖及大理巖透鏡體；中部以混合質(zhì)斜長(zhǎng)片麻巖為主，夾綠泥片巖、含鐵石英巖或磁鐵礦；上部以片巖為主夾斜長(zhǎng)角閃巖、片麻巖及磁鐵石英巖或鐵礦層。

（2）哈拉沁組：下部為中厚層至厚層大理巖、石墨千枚巖；中部為絹云母石英片巖、條帶狀石英巖夾含鐵石英巖透鏡體；上部為厚層至中厚層大理巖。

（三）下元古界二道凹群

該群地層主要分布在大青山及其北部地區(qū)，據(jù)巖性自下而上劃分為3個(gè)組：

（1）下部綠色片巖組：出露于大青山區(qū)，主要由綠泥片巖、絹云母片巖和角閃斜長(zhǎng)巖等組成，夾有含鐵石英巖和片麻巖等，出露厚度在800米以上。

（2）中部大理巖夾片巖組：主要由致密塊壯大理巖、蛇紋石化大理巖和透閃石化大理巖組成，夾有少量片巖，厚度為510米。

（3）上部片巖夾大理巖組：主要為黑云母石英片巖、綠簾角閃片巖、二云石英鈉長(zhǎng)片巖等，夾有多層大理巖和磁鐵石英巖，層厚為578米。

（四）中元古界白云鄂博群

主要分布在白云鄂博礦區(qū)，其向西可延伸至達(dá)茂旗的熊包子等地，向東可延伸至南部的固陽(yáng)縣，東西長(zhǎng)約600公里，總厚度約7200米。共劃分為6個(gè)巖性組：

（1）都拉哈拉組：下部為粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，上部為石英巖，屬海、河交互相沉積。

（2）尖山組：下部為炭質(zhì)鐵錳板巖夾粉砂巖；中部為炭質(zhì)、粉砂質(zhì)板巖與石英巖、石英砂巖互層；上部為粉砂質(zhì)、硅質(zhì)板巖及長(zhǎng)石石英砂巖、鈣質(zhì)砂巖互層，頂部出現(xiàn)泥、硅質(zhì)灰?guī)r。該巖性組全部為濱海相沉積層。

（3）哈拉霍疙特組：是以碳酸鹽巖為主的碳酸鹽巖碎屑巖建造，下部為長(zhǎng)石石英砂夾灰?guī)r及板巖；中部為灰?guī)r與石英砂巖互層；上部為灰?guī)r夾石英砂巖。

（4）比魯特組：為泥質(zhì)頁(yè)巖碎屑巖建造，其最為明顯的特征是有一條滑塌堆積所形成的礫巖、角礫巖及伴生的濁積巖沉積層，自下而上形成一個(gè)從粗到細(xì)的沉積旋回。

（5）白音寶拉格組：下部為泥質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖；中部以粉巖為主，有時(shí)含礫夾砂質(zhì)板巖。

（6）呼吉爾圖組：是一個(gè)成份較復(fù)雜的巖性組，主要為石英砂巖、板巖、砂質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r及次閃綠簾石巖。

（五）中元古界渣爾泰山群

主要分布于固陽(yáng)縣西斗鋪、前岔沁、東公此老一帶，自下而上分為4個(gè)巖性組：

（1）書(shū)記溝組：下部主要為含礫石英砂巖、含砂長(zhǎng)石石英砂巖、砂礫巖、夾綠簾二云片巖；中部為粗粒長(zhǎng)石石英砂巖、含礫長(zhǎng)石石英砂巖及絹云母石英片巖；上部為石英巖、絹云母石英片巖、長(zhǎng)石石英砂巖、夾粉砂質(zhì)板石。

（2）增隆昌組：為碳酸鹽巖建造，屬濱海相沉積，下部為碎屑巖段，上部為碳酸鹽巖段。固陽(yáng)縣拉草山白云巖礦產(chǎn)于該組地層中。

（3）阿古魯溝組：為富含炭質(zhì)的泥頁(yè)巖碳酸鹽巖建造。碳酸鹽巖占全組厚度的35%。整個(gè)巖性組均為單一的水平層理。

（4）劉洪灣組：為一套淺色的碎屑巖，其厚度變化較大，一般為中厚層，見(jiàn)有薄層、微薄層狀的水平層理，沙波狀緩流收斂狀斜層理，并可見(jiàn)波痕。它是受河流影響的濱海相海灘沉積。

（六）中元古界什那干群

該群在包頭地區(qū)出露較少，僅見(jiàn)于固陽(yáng)縣城南12公里處的東明勝一帶。位于中元古界上部，其與上下地層全為不整合接觸，厚度在1000米左右。主要巖性為含硅質(zhì)條帶的白云巖和硅質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r，僅在其下部夾有砂巖、頁(yè)巖及鐵錳質(zhì)頁(yè)巖。

（七）晚古生界上石炭統(tǒng)

見(jiàn)于包頭中卜圪素一帶，為山間盆地相沉積。據(jù)巖性差異，又劃分為上部的拴馬樁組和下部的畬太組。

（1）畬太組：在中卜圪素為灰色砂礫巖和礫巖，頂部為具交錯(cuò)層理的砂巖和灰黑色炭質(zhì)頁(yè)巖，含植物化古，層厚32米，與下伏巖層呈假整合或不整合接觸。

（2）拴馬樁組：為淺灰色礫狀石英砂巖、細(xì)礫巖與灰綠色、黑綠色粉砂質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖互層，夾煤層、煤線、砂巖、粉砂巖，含植物化石，厚732米，與上下地層全為整合接觸。

（八）二疊系

主要發(fā)育在包頭市境內(nèi)的大青山地區(qū)，為紫紅色、雜色碎屑巖組成的山間盆地相沉積，其厚度較大，巖相變化明顯，含化石較少。如出露于腦包溝、童盛茂等地的該系地層，多由砂質(zhì)頁(yè)巖、砂巖、中粗粒砂巖和礫巖組成，偶夾灰?guī)r條帶和鈣質(zhì)結(jié)核，其下部多炭質(zhì)頁(yè)巖夾煤層，含植物化石。

（九）侏羅系

包頭地區(qū)的侏羅系地層是穩(wěn)定的內(nèi)陸盆地相沉積環(huán)境下的產(chǎn)物，為一套陸相含煤地層。

1.中、下侏羅統(tǒng)石拐群：本群包括下侏羅系五當(dāng)溝組、中侏羅系召溝組和長(zhǎng)漢溝組。

（1）五當(dāng)溝組：出露于石拐礦區(qū)，主要巖性為長(zhǎng)石砂巖、頁(yè)巖夾煤層，含豐富的植物化石，巖層厚769米，系含煤地層。

（2）召溝組：分布于石拐礦區(qū)，主要為砂巖、頁(yè)巖、油頁(yè)巖夾煤層，含豐富的植物化石，層厚920米，為該區(qū)主要的含煤地層。

（3）長(zhǎng)漢溝組：僅見(jiàn)于石拐礦區(qū)，層厚181～404米，具有西薄東厚的變化趨勢(shì)。

石拐群與其上下地層均為角度不整合接觸。

2.上侏羅統(tǒng)地層：系火山沉積地層，其下部為沉積地層，上部為零星分布的火山巖，據(jù)此劃分為大青山組和白女羊盤(pán)組：

（1）大青山組主要見(jiàn)于土右旗的大青山一帶，厚度為991～4757米，為1套巨厚的紫、灰綠色相間的陸相粗碎屑巖，呈東西向帶狀分布。

（2）白女羊盤(pán)組：為一套陸相噴出巖，分為上、中、下3層，下部為玄武巖夾砂礫巖及凝灰?guī)r；中部為安山巖；上部為流紋巖夾凝灰?guī)r及泥灰?guī)r。主要見(jiàn)於固陽(yáng)西南金家窯子處，巖層厚度為1350～3910米。

（十）白堊系：

該系地層發(fā)育於固陽(yáng)盆地內(nèi)，其沉積厚度巨大，沉積類型多樣，生物化石豐富。下部為灰白、黃褐色礫巖、砂礫巖和砂巖，偶見(jiàn)暗紫色泥巖；中上部為灰、灰黑色泥巖、頁(yè)巖與黃灰、灰綠色砂巖、粉砂巖互層，常夾泥灰?guī)r、石膏和可采煤層，頂部可見(jiàn)少量紅色砂巖、泥巖。巖層厚度變化大，從450～2600米不等。

（十一）第三系

市境內(nèi)的第三系主要發(fā)育于白云鄂博礦區(qū)及固陽(yáng)縣興順西鄉(xiāng)一帶。主要沉積了該系上新統(tǒng)固陽(yáng)組，其巖性為雜色碎屑巖夾泥巖及煤層，局部為玄武巖層。

（十二）第四系

市境內(nèi)的第四系分布十分廣泛，固陽(yáng)縣的中部、南部地區(qū)及土右旗的絕大部分地區(qū)為第四系所覆蓋。另外在各處河床、河漫灘或低階地中也隨處可見(jiàn)。主要為白色砂礫巖層及砂層粘砂土，厚5～24米。其中，下更新統(tǒng)不甚發(fā)育，有時(shí)在山前或山麓地帶可見(jiàn)有洪積層、沖洪積層。