兰州市区域地质环境
2.1  大地构造
    兰州位于祁连褶皱系中祁连加里东褶皱带的东部雾宿山隆起带皋兰山隆起带内，区内新构造运动活动时间长、范围广、升降幅度较大，表现形式多样，继承性强。第三纪以来包括褶皱、隆凹、断陷和断裂等的活动构造相对活跃，差异性快体升隆运动与间歇性上升更趋明显。继燕山晚期在本区东北部形成一组北北西向的褶皱后，中部北北西向寺儿沟断裂转变为挤压型，北西西向金城关断裂和宋家沟断裂转变为引张型为主，形成了地堑型兰州断陷盆地，断陷最深处达2400m。区内新构造运动主要类型有北西西、北北西和北东向线型构造。本区的活动断裂主要有金城关正断层、沙金坪正断层、刘家堡正断层、东岗镇断裂、梁家湾正断层和宋家沟冲断层等20条。
2.2  地层岩性
根据区域地层的划分方法，兰州市区出露的地层属祁连地层区，分属于拉脊山地层分区和中祁连地层分区。兰州市区出露的地层在较小的范围内涉及了多个地层分区和地层小区，老地
层出露零散，地层发育不全。区内出露的主要地层有：前寒武系地层，中—上奥陶统与上三叠统地层，侏罗系地层、下白垩统地层、第三系、第四系和侵入岩体等。其中，第四系黄土，下白垩统和第三系红层分布最为广泛。前白垩系地层岩性较完整，质底较坚硬。
一、前寒武系皋兰：主要分布于兰州十里店和桑园子一带，沿黄河北岸及其支沟内出露。地层主要为一套海相泥、砂质沉积地层。由于经受了多期区域变质和岩浆活动及构造复合作用，致使岩石变质程度较深、岩体相对破碎，岩性主要为片岩，次为片麻岩、变粒岩和石英岩等。
二、中—上奥陶统雾宿山：主要分布于西固城南的雾宿山区，岩性种类包括基性火山岩、碎屑岩和硅质岩。岩石普遍遭受的变质程度较低，呈北西西向展布，向南南西向陡倾斜，与中生界呈断层或不整合接触。 
三、上三叠统延长：分布于窑沟至大干沟一带，延长地层呈近东西向展布，向北倾斜，与四周的中—上奥陶统、中—下侏罗统及下白垩统均为断层接触。该套地层为山麓相红碎屑岩建造，总厚度大于400m。
四、侏罗系：侏罗系地层主要分布在窑沟等地，多为零星出露，呈近东西分布，窑街上、中、下地层有一定的差距。窑街上部地层为灰黑炭质页岩夹煤层和褐灰中厚层砂岩，顶部为灰厚层细砂岩夹浅灰绿中厚层粉砂质泥岩。窑街中部地层为暗灰紫、灰绿巨厚层含砾粉砂质泥岩，偶夹薄层砾岩，向上为褐灰厚层含砾细砂岩夹少量黄褐中薄层泥质粉砂岩。窑街下部地层为浅灰绿，浅紫，杂含砾砂岩，黑灰厚层粉砂质泥岩夹黑薄层炭质页岩、灰绿含菱铁矿结核细砂岩。           
五、下白垩统河口：主要分布于西固城西部及城关区东北部，多沿沟谷出露，属干旱气候条件下的河湖相红碎屑岩建造。岩性主要为砂岩、粘土岩、砾岩，岩层产状较平缓，形成有短轴背、向斜构造，与中—上奥陶统呈断层和不整合接触，与上三叠统、侏罗系为断层接触，与第三系为不整合关系。
六、第三系：兰州地区第三系地层主要分布在黄河以北的李麻沟、沙井驿，盐场堡、青白石以北的沟谷及黄河南岸的皋兰山、五泉山、八里窑、黄峪、西果园等地的沟谷内。第三系地层与下伏皋兰、河口、加里东中期黑云母花岗岩均为不整合接触。根据岩性和地层中所产化石的类型，将第三系划分为古—始新统西柳沟组、渐新统野狐城组、中新统咸水河组和上新统临夏组。
1.古—始新统西柳沟组：柳沟组地层下部为桔红厚层砾岩，中部为桔红块状中—细粒砂岩，上部为桔黄块状粘土质细砂岩夹桔黄、桔红中—厚层细砂岩、砂砾岩，局部段含有钙质结核。
2、渐新统野狐城组：野狐城组地层为浅紫红中—厚层粉砂质粘土岩夹砖红、浅紫红粉砂质细砂岩，底部为砖红含钙质结核砂砾岩，石膏沿层面及裂隙充填。
3、中新统咸水河组：咸水河组地层下部为紫红，浅紫粉砂质粘土岩、粘土岩夹浅黄灰，浅紫红、灰白砂岩，偶夹青灰薄层泥灰岩。底部为灰白厚层含钙质结核细砂岩，砂砾岩，产哺乳类动物化石；中部为浅紫红、微红粉砂质粘土岩夹少量灰中层细砂岩；上部为褐黄、微红粉砂质粘土岩夹灰白、浅灰黄中—细粒砂岩。
4、上新统临夏组：主要分布于范家坪、深沟桥、五泉山等地，岩层的出露条件较差，主要分布在陡坎下部。岩性为浅桔红或锈黄泥岩及疏松砂砾岩互层。其中，泥岩较致密、坚硬，砂砾岩结构疏松，具水平层理，砾石磨圆度好，砾石成分主要为石英砂岩和变质岩。该层底部为灰绿砂质泥岩和砂岩。
七、第四系：受区域地质构造控制，黄河兰州段河谷盆地内第四系发育较齐全。高差较大的黄河两岸多级阶地及南北两山地区的沟谷切割较深，第四系露头较好。七里河断陷盆地内，岩性为棕褐、酱紫红泥质砾卵石层，结构致密，砾石颗粒大小不均，磨圆度极差，泥质含量较高 ；五泉山一带内，岩性为一套大厚度的碎石夹亚砂土、亚粘土堆积，近山前颗粒大，向北逐渐变细和夹层增多。一般较疏松，局部距断层附近和在地下水的作用下胶结较坚硬；南北两山的高阶地，午城黄土沉积厚度大、结构致密、土质坚硬；黄峪沟、柳沟河等沟谷地区大部分以黄土堆积为主。
2.3  地形地貌
兰州市地处黄土高原与青藏高原的交汇地带，位于青藏高原隆起区的东北边缘，新构造运动活跃、地壳大范围上升、重力侵蚀强烈、地形起伏、地势高亢，山高谷陡，地貌类型复杂，在黄河谷地和南北山区，由于水流的侵蚀作用，形成了形态迥异的地貌类型。兰州市的地形总体上呈北西高，南东低，北岸陡峭，南岸倾斜，根据地貌的成因、物质组成和形态特征，可将区内的地貌划分为基岩山地、黄土梁峁丘陵、河谷和冲洪积平原三种基本类型。
一、基岩山地
基岩山地主要分布于兰州市区的南北两侧，主要为中低山，约占辖区总面积的65%。市区西部山地主要有将军岭和连城以北大通河两岸山地，海拔高程一般介于3000—3600m，市区南部是马口衔山、兴隆山和雾缩山的一部分，海拔高程介于2500—2900m，其中最高峰马衔山达3670m。市区东北部的魏家大山、榆中北山等地相对低缓， 上覆风成黄土。南北山地沟谷切割深度和切割密度均有差异，北部山地沟谷切割深度和密度小于南部山地。基岩山地区的共同特点是山峰尖锐，沟谷多呈“V”字型，山脊狭窄。
二、黄土梁峁丘陵区
黄土梁峁丘陵地貌广泛分布在兰州市区南北两侧地区，约占辖区总面积的20%，覆盖层由不同时期的黄土构成。在兰州市区南部以大致平行的南北向黄土梁峁地貌为主，沟谷发育，多呈“V”字型， 区内落水洞发育，常呈串珠状分布，深度较大，是地表水集中入渗地下的重要通道。在黄河北侧地区，黄土梁峁地貌多为峁状地形，呈浑圆状，沟谷宽缓。
三、河谷地貌与冲洪积平原
兰州市区位于黄河河谷盆地，北岸地形相对陡峭，南岸地形相对倾斜；总体地势呈北西高、
南东低。兰州段黄河河谷盆地西起八盘峡，东至桑园峡，长约50km，最宽处7.5km，最窄处不足1.0km，平均宽度小于5.0km。黄河南北两岸阶地分布具有不对称性，黄河河谷阶地多发育在南岸，北岸分布面积小，多呈零星分布。兰州市区的阶地类型，主要为基座阶地。
2.4  地质构造
    一、断裂构造
兰州市位于秦岭—祁连山构造带，历史上曾多次遭受到地质构造的影响，发育有不同性质和规模的断裂。根据区域地质资料统计，兰州市区分布有大、中型断裂构造37条，其中第四纪以来的继承性活断层25条。区内断裂具有多期性特征，继承性活断层多在老构造体系的基础上发生、发展。依据兰州市区线型构造的基本特征，将区内构造划分为北西西、北北西和北东向3个组。
二、断陷盆地
受区内断裂构造的控制，本区分布有兰州、七里河、柳沟河与安宁堡四个断陷盆地，其中兰州与七里河断陷盆地对本区地下水的排泄和径流条件具不同程度的影响。
兰州断陷盆地中的形成于第三纪，分布在西固区以东地区，盆地的西界、南界和北界均严格的受活动断裂的控制。由于断裂活动幅度的差异，致使南侧断陷较深，北侧断陷相对较浅。在宽10—14km 的距离内，第三系地层沉积厚度相差甚大， 反映出盆地内差异活动极为悬殊。盆地西部第三系地层沉积厚度较大，东部第三系地层沉积厚度较薄。
黄土高原的范围七里河断陷盆地在兰州断陷盆地的基础上局部断陷而成，呈菱形分布，断陷范围与七里河区的辖区基本一致，东西向长14km，南北向宽10km。区内地层由下更新统巨厚的砾卵石层组成，四周严格受活动断裂控制，盆地西缘和北缘的断裂活动性相对较强。