黄龙区内古生界、中生界和新生界第四纪地层发育较全,岩性多样,岩浆岩中有中性、酸性、基性的山岩分布,还有大范围的沉积岩和变质岩。出露地层有一套从古生界寒武系至中三迭系的海相碳酸盐地层,三迭系以碎屑沉积为主,第三系出露有热鲁组地层,浅表地层有大量第四系地表堆积,冰川沉积和钙华沉积广泛分布。

  以雪山断裂带为界,黄龙分属两个地层区。雪山断裂带以北属南秦岭-大别山地层区、摩天岭分区、九寨沟小区,出露地层寒武系~三迭系,古生物化石丰富;雪山断裂带以南包括西部牟尼沟属巴颜喀拉地层区、玛多-马尔康分区、金川小区,出露泥盆系~三迭系,古生物化石稀少。

  (一)九寨沟小区地层

  位于雪山断裂以北、岷江断裂以东,黄龙所见该地层有寒武系、志留系、泥盆系、石炭系、二迭系和三迭系,上古生物层发育完好,古生物化石丰富。志留系为动荡环境下形成的火山碎屑构造,区内仅见于雪山断裂北侧黄龙背斜及放牛沟背斜核部,约86平方公里,受次级断裂切割,出露零星,下志留统缺失。泥盆系集中分布于黄龙乡周围,约36.75平方公里。石炭系为浅海碳酸盐沉积,分布于黄龙乡张沟梁、新店子一带。二迭系、三迭系在此小区中则广泛分布,是构成岷山山脉中段的主要地层。

  1、太阳顶组

  属寒武系。呈断块产出,是区内出露最老地层。岩性为深灰-灰黑-黑色粉砂质板岩、硅质板岩,产大量寒武纪微古生物化石,厚约500米。

  2、白龙江群

  属志留系。呈断块产出。岩性为灰-深灰色的薄-中厚层变质长石石英砂岩、粉砂岩夹灰黑色-黑色含炭硅质板岩、硅质岩、泥板岩夹灰岩、基性火山岩,含无烟煤夹层及透镜体。产丰富的志留纪微古植物化石。以硅质岩和火山岩、煤层为标志岩性。区内未见底,厚度在627米以上。

  3、当多组

  属下-中泥盆统。岩性为灰-深灰色中厚层块状砾岩、含砾岩屑砂岩、石英岩状砂岩,不等厚互层,夹生物碎屑灰岩。产珊瑚、腕足、双壳化石。与下伏白龙江群断层接触,厚度大于361米。与九寨沟地区相比,碎屑岩含量明显较高,灰岩较少。顶部以砂岩、砾岩结束,出现灰岩为分界标志。

  4、下吾拉组

  属下-中泥盆统。岩性为灰色薄-中厚层块状白云岩、灰岩夹泥灰岩,产腕足、珊瑚化石。底为灰岩,与下伏当多组整合接触,顶以白云岩结束为界,厚319米。在河风崖一带夹碎屑岩较多。

  5、益哇沟组

  属上泥盆统-下石炭统,跨纪地层。岩性为灰-深灰色的中-厚层块状结晶灰岩和生物碎屑灰岩,产珊瑚、腕足化石。与下伏下吾拉组整合接触。厚472米。

  6、岷河组

  分两段。一段属上泥盆统-下石炭统;岩性为灰-深灰色的中-厚层块状含燧石结核条带结晶灰岩、生物碎屑灰岩夹页岩,产珊瑚、腕足化石;顶部偶夹铝土岩,底以页岩与下伏益哇沟组整合接触;厚513米。二段属上石炭统-下二迭统;岩性为灰-深灰色中厚层块状含燧石结核条带结晶灰岩、生物碎屑灰岩、白云岩夹铝土岩;厚226米。

  7、大关山组

  属上石炭统-下二迭统。分两段。一段整合于岷河组二段之上;岩性为深灰-灰色的中-厚层块状生物碎屑灰岩夹变质钙质石英砂岩;灰岩中发育泥质条带,砂岩中具韵律层理;产珊瑚、腕足化石;厚208米。二段岩性为深灰-灰黑色厚层块状生物碎屑灰岩;岩石中生物碎屑含量较高,普遍含有机质;厚704米。

  8、叠山组

  属上二迭统。分两段。一段整合于大关山组之上;岩性为灰黑色粉砂质板岩与灰、浅灰色中厚层结晶灰岩,大套互层,厚153米;粉砂质板岩抗风化能力差,易风化成负地形,呈现梯坎状地貌特征。二段岩性为灰-灰白色厚层块状结晶灰岩;岩石质地纯净,结晶粒度较粗;厚163米。

  9、罗让沟组

  属下三迭统。整合于叠山组之上。岩性为灰-灰黄色的薄-中层和厚层灰岩、白云岩夹砾屑灰岩、鲕粒灰岩。底部以出现蠕虫状灰岩为界,中下部夹紫红色泥质灰岩。厚193米。

  10、红星岩组

  属下三迭统。岩性为灰-深灰色的薄-中厚层灰岩夹少量鲕粒灰岩,未见顶。厚度小于155米。

  (二)金川小区地层

  位于雪山断裂以南,主要由沉积岩经轻度区域变质而形成,局部尚有岩浆浸入。黄龙所见该地层有泥盆系、石炭系、三迭系。古生代和下中生代的浅海相碳酸盐沉积大都分布在高山之巅,其它地方为上中古生代和新生代的砂岩、板岩。在黄龙的公路上和大湾等地有灰绿色和紫色的火山熔岩(细碧岩、凝灰岩等),面积2.5平方公里,称大湾玄武岩,属古生代志留纪,距今4.1亿年。施家堡乡西沟红石坝有燕山期花岗岩,同位素测定年龄为164万年。

  1、危关组

  属泥盆系。岩性为灰-深灰-灰黑色板岩夹薄-中层变质石英砂岩、薄层灰岩,产丰富的泥盆纪孢子化石。未见底,顶以大套板岩结束,出现灰岩为界,厚度大于246米。

  2、雪宝顶组

  属泥盆-石炭系。整合于危关组之上。岩性下部为灰色薄-中厚层结晶灰岩夹生物碎屑灰岩。灰岩中夹黑色燧石条带;中上部为灰色中厚层砂屑灰岩、白云岩。灰岩中发育水平层纹。产海百合茎化石及晚泥盆世孢子化石。厚310-374米。

  3、西沟组

  属上石炭统。整合于雪宝顶组之上。岩性为灰色厚层块状结晶灰岩、白云岩夹砂屑灰岩。厚86-326米。

  4、三道桥组

  属上二迭统。整合于西沟组之上。岩性为灰色中-厚层块状角砾状灰岩夹薄-中层结晶灰岩。厚250米。

  5、菠茨沟组

  属下三迭统。假整合于三道桥组之上。岩性为灰色薄-中层泥质结晶灰岩、灰岩、灰-灰绿色变质长石石英砂岩、板岩,互层分布,夹紫红色铁锰矿层。灰岩中发育水平层纹。厚86-199米。该组以杂色层和铁锰矿层为特征而区别于上下层位。

  6、扎嘎山组

  属中三迭统。整合于菠茨沟组之上。岩性为灰-深灰色的中-厚层变质长石石英砂岩、板岩,不等厚互层,偶夹薄层结晶灰岩。产古植物和双壳类化石。厚451-831米。

  7、杂谷脑组

  属上三迭统。整合于扎嘎山组之上。岩性为灰-深灰色变质长石石英砂岩夹板岩。厚693-857.7米。

  8、侏倭组

  属上三迭统。分布于雪山梁子、牙夷沟、老熊沟等地,整合于杂谷脑组之上。岩性为灰色薄-中和厚层变质长石石英砂岩、深灰色板岩,组成以砂岩为主不等厚的韵律式互层。产菊石。厚588-917米。

  9、新都桥组

  属上三迭统。零星出露于三岔子附近,整合于侏倭组之上。岩性为深灰-黑色板岩,偶夹变质砂岩。未见顶,厚度大于427米。

  10、两河口组

  属上三迭统。岩性为灰色-灰绿色的薄-中层间夹厚层块状钙质石英砂岩、凝灰质砂岩、砂质板岩和板岩,不等厚互层。厚359米。

  (三)第三系地层

  区内第三系地层出露有热鲁组,岩性单一,变化不大,为紫红色-棕红色厚层块状砾岩,或砾岩夹砂岩,局部偶夹少许泥岩。砾石约占70-80%,砾石成分因地而异,与下伏基岩有密切联系。交结物占20-30%,成分为钙质和砂泥质,普遍含少量铁质,基底式胶结,胶结紧密,成岩性号。

  (四)第四系堆积

  区内第四纪堆积物发育,类型众多,有冲积、洪积、冰碛、钙华、沼泽、崩积、残坡积、地滑堆积、风成黄土等。主要分布于河谷两岸,其次在山坡、冰U谷、古冰斗底部。

  1、河流冲积

  分布于岷江、涪江及其主要支沟中,堆积为两级阶地。

  Ⅰ级阶地分布于涪江流域大湾、建新、火石沟等地,高出现代河面1.65-2.25米。火石沟口剖面由上至下,第一层为灰色-灰黑色砂质粘土,含少量砾石,厚15-25厘米;第二层为含卵石细砾石层,由大小不等的砾石和砂组成,砾石含量占70%,厚95厘米;第三层为灰色-灰褐色含砾石粉砂层,厚16-55厘米,第四层为卵石层,由卵石(70%)、砾石(25%)和砂构成,杂乱堆积,厚度在50厘米以上。

  Ⅱ级阶地火石沟西侧,为基底阶地,距今河面25米,残缺不全,有1.5-2米的砾石层,略呈叠瓦状构造,砾石间充填粗砂和细砂,弱胶结。

  2、洪积

  广泛分布于支沟和主沟的交汇部位,由泥石流作用在瞬间堆积而成,常为扇形、三角形、扇裙等地表形态,由砾、砂、泥等组成。区内有两期洪积物:早期洪积扇,扇体坡面缓,坡度小于25°,厚度约2-12米,多生长有植被或为农耕地;晚期洪积扇,多叠加或切割早期洪积扇,扇体表面坡度大于35°,坡面无植被生长。

  3、冰川堆积

  冰碛物为区内分布最广、最为发育的一种第四纪沉积类型,常见于海拔3400米以上的冰川U谷和冰斗、冰川悬谷中。按其相互叠覆关系、孢粉成果和测年样结果,划分为四期冰川堆积。

  倒数第四冰期:分布于三岔子沟口和掏金沟西侧以及望乡台等地,海拔在3600-3800米之间,以侧碛堤1形式出露,形态残缺不全,其地表坡度在10°-15°之间,堤高80~lOO米。堆积物由半固结状的砾石、砂、粘土等组成,厚度大于54米。在冰碛物之上,通常覆盖一层厚30-80厘米的褐棕色含砾粘土层,为间冰期湿热风化产物。在四沟红庙子还见有厚约15-20米的冰水沉积的砂砾层。

  倒数第三冰期:为区内最大的一次冰盛期,主要分布在三岔子沟、掏金沟及四沟、小沟、磨房沟、黄龙沟等地。以冰碛堤和冰碛平台的形式出露,切割早期冰碛,海拔3400-3800米。侧碛堤表面坡度在1 0°-15°之间,堤高40~200米之间,堤宽lOO-600米之间。堆积物由半固结状的砾石、砂、粘土等组成,厚度大于41米,ESR测年值为18.1~40.6万年。在黄龙沟,则表现为4-5道终碛堤2。在冰碛物之上覆盖厚30~40厘米的黄褐色含砾砂质粘土层,为间冰期产物。

  倒数第二冰期:分布于3400米以上的U谷底部、古冰斗内,切割倒数第三期的冰碛,在早期U谷中形成多道终碛堤。堆积物松散,由砾石、砂、粘土等组成,厚度大于30米。ESR年龄为8.6~13.5万年。在冰碛物表面覆盖一层厚15~30厘米的褐黄色粘土层。

  末次冰期:主要分布于3900米以上的冰川U谷和冰斗中,多呈多道完整的终碛堤和侧碛堤,切割并叠置于倒数第二期冰碛物上。堆积物松散,局部地段为石海,由砾石、砂、粘土层组成,有少量巨大冰漂砾。ESR年龄为3.7万年。在局部地段冰碛物面上覆盖有lO厘米左右的褐黄色含砾粘土层。该期冰川堆积以色润坪地区最为典型,保存最为完好。

  4、钙华堆积

  主要分布于黄龙沟、大湾张家沟、黄龙寺西侧无名沟、牟尼沟以及丹云峡观音庙等地,海拔一般在3110-3550米,最高可达3800米,最低为2500米。

  钙华呈淡黄色、黄褐色、灰白色、浅灰色、灰黄色等,长期氧化后表面呈褐色、黑色斑块。钙华下部胶结好,坚硬,表面则疏松多孔,呈粉末状。主要化学成分是氧化钙和二氧化碳,达95%。主要矿物成份为文石、方解石,次为灰岩砂屑、植物屑,粘土矿物、褐铁矿、藻类生物含量少。胶结较好的钙华,岩石晶体呈微粒状、柱状结构,粒间、晶间孔隙的溶洞、晶洞发育,具层状、皮壳状和同心圆状构造。

  大湾张家沟钙华剖面,自上而下:第一层为黄灰色波状弯曲钙华,含树枝、木屑、树叶等植物化石,厚4.14米;第二层为黄灰色波状弯曲层纹状钙华,夹砾石层透镜体,含植物化石,厚2.07米;第三层为黄色、黄白色具波状弯曲的层纹状钙华,含植物化石,风化表面为褐黑色、灰白色、白色钙华粉末,厚8.83米;第四层为黄灰色具水平层纹的钙华和黄色、浅黄色具水平层纹的钙华互层分布,相间出现,前者出露宽约10~25厘米,后者出露宽约2厘米,风化表面为褐黑色,厚5.46米;第五层为黄灰色、淡黄色具水平层理的钙华,风化表面为灰白色、褐黑色,厚1.28米;第六层为浅黄色、黄色具水平层理的钙华, 风化表面为褐黑色、灰白色,厚4.52米。

  钙华堆积据测年成果均为晚更新世堆积,沉积年龄15~50万年,分布面积为0.64平方公里,为一套灰白、乳白色的结晶钙华、片状构造,织密较坚硬,层间有2~3层假整合面,风化后呈深褐色,质地疏松,呈片块状,厚度5~15米。正在沉积的现代钙华层为全新世,钙华层沉积年龄0~1万年,内迭于早期钙华层上,为淡黄乳白色,其鲕石、巨石为孤球状、栉皮状、同心园状和水平状结构,钙华中含树茎、枝、叶、苔藓、藻类等生物遗骸,晶孔、气孔、溶孔发育风化,厚度6~15米。现代钙华特征之一是多孔性,钙华胶结性差,孔隙比大于5,孔隙中具水囊和气囊,轻击成块状,手搓成沙;特征之二是易溶性。

  现代钙华沉积速率各地不一,在石塔镇海为5.19毫米每年,争艳彩池为3毫米每年,黄龙洞为1.89毫米每年。据计算,黄龙钙华每年沉积碳酸钙706.40吨,碳酸镁46.22吨,折合钙华总量为792.23吨,平均沉积速率为2.55毫米每年。

  5、沼泽堆积

  分布有限,为全新世沉积,主要出露于掏金沟,与冰川湖泊有关,是湖泊退化萎缩的产物。沼泽沉积以生物化学作用为主,物质组成为淤泥、钙华粉砂及少量砾石和有机质,颜色一般为黑色。人踏之有下陷感,嗅之有腐臭味。

  6、崩积

  俗称倒石堆,是破碎岩石在重力作用下发生崩塌、滑塌、崩落而形成的堆积体。地表形态常为扇形、三角形、扇裙等,物质组成为砾石和少量砂、泥等。倒石堆底缘宽200~600米不等,最大可达1500米,底至顶一般在100~600米之间,底缘厚1-6米,最厚可达lO米以上,扇体表面坡度一般在35°-45°之间,并且由扇底至扇顶,坡度由缓变陡,砾石砾径由大变小。区内倒石堆有两期:一期为更新世产物,其表面植被较为发育;另一期为全新世产物,表面一般无植被。

  7、残坡积

  残坡积物出露于沟谷两侧的斜坡地段,坡度一般小于30°,一般为混杂堆积,由砾石、砂、粘土组成,呈松散至半固结状,由下到上成层性明显,倾角近似于坡角。一旦切割坡脚,会破坏其稳定性,形成坡面性泥石流。

  8、地滑堆积

  主要分布于大厂沟南东与三舍驿张家沟北侧,常与断裂破碎带伴生。规模不大,以中小型为主,类型有顺层滑坡和断裂带上发育的滑坡、切层滑坡等。

  9、风成黄土

  主要分布于岷江河谷一带。为黄色、浅黄色含钙粉砂质水云母粘土。无层理,柱状节理发育,粉砂泥质结构。