太原盆地位于山西省中部，又称“晋中盆地”，东依太行山，西邻吕梁山，北起黄寨的石岭关，南至介休市义棠，隔灵石隆起与临汾盆地相接，地理坐标37°00′～38°02′N、111°36′～112°53′E（王乃樑，1996）。地理区划上属黄土高原东部边缘区，生态环境脆弱；在气候上太原盆地属于温带半干旱类型（王利康等，2017）。盆地三面环山，南隔霍山口与临汾盆地相接。东依太行山，西邻吕梁山，北起黄寨的石岭关，南至介休义棠，隔灵石隆起与临汾盆地相接(王乃樑，1996)。
太原盆地东西两侧以断层崖与山地相接，盆地呈北东—南西向分布，长约150km，宽为30～40km，包括整个汾河中游，面积达5000km2。盆地内陆形开阔平坦，标高735～830m，具有北高南低，以及自山区向盆地中心呈阶梯状下降的特征。汾河贯穿其中，将盆地分为东、西两部分。整个盆地中部构成由汾河及其支流堆积而成的广阔冲积平原（姜佳奇等，2016）。汾河贯穿其中，把盆地分为东、西两部分。汾河的主要支流包括西部的磁窑河、文峪河等和东部的潇河、乌马河、昌源河、龙凤河等。整个盆地中部构成由汾河及其支流堆积而成的广阔冲积平原（姜佳奇等，2016）。
太原断陷盆地是新生代断陷盆地，位于汾渭断陷带中部。盆地呈北东向展布，内部沉积有巨厚新生界地层。盆地内新生代沉积层厚为1000～2000m，最厚达3800m。基底所见地层大部分地区为二、三叠系砂页岩，祁县凸起有侏罗系火成岩侵入。盆地周边出露和深埋的地层主要是奥陶系地层、二叠系、石炭系煤系地层以及三叠系陆相地层等（倪倩，2008）。
太原新生代断陷盆地第四纪以来，新构造运动频繁。太原盆地为多震区，主要表现为次数频繁、强度较弱的特点。据统计，1304年至2000年，盆地发生4级以上的地震22次，最大震级6.5级（梁文彪等，2000）。
狭义上的太原盆地是新生代断陷盆地，叠加在中生代挤压作用形成的NE向展布的中生代复向斜南翼西侧斜坡上。基底岩系包括前寒武系变质基底、寒武系－奥陶系浅海台地相碳酸盐岩、石炭系－二叠系海陆交互相煤系地层与三叠系红色碎屑岩，缺乏志留纪－泥盆纪、侏罗纪－古近纪沉积地层。上新世早期，在伸展应力作用下，地壳下沉，新生代断陷沉积由南向北超覆在前中生代的不同层位之上。受伸展断块差异沉降的影响，盆地构造具明显的南北分段、东西分带格局（关英斌等，2001；汪新伟等，2019）。
唐代晋阳古城
（杜锦华，2001；李岚，2020）
上个世纪70年代太原地图
（据互联网资料）
太原盆地地貌特征
（姜佳奇等，2016）
太原盆地（狭义）构造区划与新生界厚度等值线图
（汪新伟等，2019）
太原盆地（狭义）东西向构造-地热剖面图
（汪新伟等，2020）
狭义的太原盆地大致对应太原市范围，是新生代发育的典型山间断陷盆地，位于汾渭地堑系中部晋中裂谷北部延伸带，东西宽约20km，南北长约50km，面积约1000km2（汪新伟等，2020）。
太原盆地（狭义）南北向（上图）及东西向构造剖面图（下图）
（汪新伟等，2019）
太原西山地质
太原西山煤田构造地质图
（常泽光等，2016）
太原西山煤田位于吕梁山脉中段西缘。就整个煤田而言，它为一两翼不对称的复式向斜构造;即西山向斜组，它包括数个呈“S”型展布的大型向斜以及一系列与之平行的小型褶皱。西山向斜组主要由煤田西北部的狮子河向斜、马兰向斜和煤田南部的东社向斜、水峪贯向斜等组成。该组向斜轴偏向煤田西部，西翼陡峭，东翼平缓而开阔，且被一系列NEE向断层所切割。巨大的断裂主要分布在煤田东南及西南两侧，构成煤田自然边界。主要出露地层分别为马家沟组、峰峰组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组，中早三叠统地层主要分布于煤田南部，石千峰峰顶也残留部分三叠系下统刘家沟组地层，此外第四系黄土广泛覆盖于不同上述地层之上
太原西山煤田构造纲要图
（姜慧慧，2013）
太原西山煤田地质构造略图
（卫强强，2012）
沉积地层
大面积太原盆地及山区部分山坡河谷出露有新生界地层，堆积厚度在太原盆地高达3000m。中生界地层出露于西山石千峰以西，面积不大，厚度9～100m。西山中南部广泛出露有古生界二叠系砂页岩，厚度在1074～1227m之间；汾河河谷及边山一带出露有石炭系海陆交互相沉积地层，厚度在85～172m之间；北部山区及西部边缘带广泛出露有寒武系及奥陶系碳酸盐岩，厚度在680～910m之间（张佩，2016）。
石盒子群(P2sh)出露多零星且不连续，东部主要分布于太原东、西山以及古交市南部地区。底界以骆驼脖子砂岩底为界，与下伏山西组呈整合接触，顶界以平顶山砂岩顶面为界，与上覆孙家沟组呈整合接触。为一套岩性为杂色（杏黄色、紫红色、黄绿色、暗紫红色）泥岩、页岩夹黄绿色厚层中粗粒岩屑长石砂岩、岩屑石英砂岩，少量含砾砂岩、砂砾岩的典型近海平原河流（湖）相沉积，区内最大厚度为481m。石盒子群产出化石主要含以Emplectopteris triangularis及Cathaysiopteris whitei为代表的中期华夏植物群和以Gigantonoclea halli及Lobatannularia heianensis为代表的晚期华夏植物群（邓晓愚，2018）。
太原市天龙山周围的地质略图
（张佩，2016）
1.第四系；2.第三系；3.二叠系；4.石炭系；5.奥陶系中统；6.奥陶系下统；7.中上寒武统；8.火成岩；9.泉域边界；10.断层；11.泉水
太原西山地区二叠系山西组，主要为河控三角洲相沉积，随着研究区山西组沉积期海水总体由北西向南东退去，沉积环境从三角洲前缘过渡为三角洲平原沉积（牛永斌等，2015）。天龙山以石炭系本溪组‒奥陶系峰峰组的区域不整合面为构造分界面。奥陶系碳酸盐岩与石炭系‒二叠系碎屑岩的构造样式，具有明显差异性。奥陶系碳酸盐岩层，主要发育近S-N向箱式褶皱及断层。石炭系‒二叠系碎屑岩层，主要发育NE-SW向宽缓褶皱，NE-SW向断层对两者进行叠加改造。
太原天龙山地质简图
（樊燏等，2020）
天龙山前的北西向构造剖面图
（樊燏等，2020）
近S-N向断层和NE-SW向断层是天龙山的主要断裂体系，直接控制了节理等次级裂隙的产出特征，对于本区古岩溶作用、岩溶地下水强径流带和强富水区的分布具有明显控制作用
天龙山二叠系砂岩及其垂向节理
（据互联网资料）
水文地质
太原盆地古湖泊，自上新世开始形成，第四纪早更新世时期水域面积巨大，中晚更新世湖泊逐渐缩小，全新世末期彻底消亡（王利康等，2017）。
历史文献记录以来的古湖泊变迁为周朝昭余祁总面积为1800km2，南北朝时期祁薮、邬泽的面积已经缩小为700km2，隋唐时期邬泽、祁薮的面积进一步减小为500km2，唐宋时邬泽面积约300km2，最终到元代昭余祁面积仅剩约50km2，进而消亡。古昭余祁消亡时序是自北向南逐步推进，北边干涸时间早于南边。其成因与汾河变迁、气候变化密切相关（王利康等，2017）。
汾河流经古晋阳城的东侧。天龙山山区地表水有柳子沙河、白龙洞泉和天龙寺泉。柳子沙河是地下水径流-排泄区，发源于西南郊区晋祠镇牛家口柳子沟内，由西向东注入汾河，全长15km，属季节性河流。白龙洞泉位于天龙山白龙洞内，在古代是祈雨的地方。天龙寺泉位于海拔低于石窟的圣寿寺内。这三处地表水都是地下水排泄的主要途径，成因类型为上升泉，层位在二叠纪上统，PH值呈弱碱性（徐甜甜，2018）。
晋祠泉域河流水系图
（张佩，2016）
天龙山山区地下水主要是裂隙水，同时还有少量的孔隙水，裂隙水存在于基岩风化壳和地层砂岩的成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙中，富水程度差异很大，地下水位深度随地形而变化。孔隙水存在于松散岩类，有岩石碎屑和松散沉积物，各含水层没有统一的地下水位，富水性较好，水位很浅（徐甜甜，2018）。
太原市晋祠—平泉水文地质图（天龙山）
（唐春雷等，2020）
山西太原晋祠泉域位于太原盆地的北部，泉域面积2713km2。其碳酸盐岩含水层为下古生界寒武系和奥陶系（连续沉积厚度超过900m）。晋祠岩溶地下水主要接受西山碳酸盐岩裸露区及覆盖区的降水入渗补给、汾河及支流在碳酸盐岩段的渗漏补给(后期又加入水库渗漏补给)（唐春雷等，2020）。断裂西侧出露有奥陶系峰峰组石灰岩，断裂东侧为第四系松散层，岩溶地下水向东遇第四系松散层的阻挡而沿断裂上升溢出地表形成泉水。
天龙山为断块山脉构造，山势陡峭，海拔约1500m。地貌类型简单，分为山顶部剥蚀侵蚀中山和柳子沟侵蚀堆积沟谷两大地貌单元。山区基岩裸露，主要出露石炭纪、二叠纪砂岩、砂页岩及其风化剥蚀产物，表面覆盖少量黄土及厚度不等的残坡积物（徐甜甜，2018）。
天龙山景区出露二叠系石盒子组上部为天龙寺段地层（海拔为1333.67m），主要为中粗粒石英砂岩，含砾石，发育大型板状交错层理，厚约10m。砂岩差异风化形成十余处巨石，最大一块高约10m，呈圆柱体，上小下大，底部直径约10m，顶部直径约4m。含砾石层易风化，脱落后形成凹槽。十余处巨石，形态特异，造型奇特（邓晓愚，2018）。
天龙山石窟岩质为二叠系石盒子群石英杂砂岩、白色砂岩，结构颗粒比较粗，质地较脆硬，适宜雕凿，也容易风化。石窟群分布在天龙山东、西两座山峰的南坡悬崖腰部。石窟由两部分组成，第一部分是位于山腰上的主洞窟，而第二部分是位于山脚溪谷旁的千佛洞区，其中主洞窟处在东峰和西峰的山腰间，现存石窟共有二十五个洞窟（其中的九窟与十三窟为摩崖造像）（刘一凡，2020）。
太原西山陷落柱分布示意图
（冯玉明，1996）
太原西山大面积被石炭二叠系砂页岩覆盖,下伏奥陶系碳酸盐岩可溶岩,地下水不断溶蚀围岩形成地下溶洞,当溶洞进一步扩大后就造成顶板塌陷形成陷落柱。陷落柱主要分布在石炭二叠系碎屑岩层覆盖区,其直径和陷落深度从几十米到几百米不等,从太原西山调查的情况看,直径最小为20m,最大的可达500m(清涂碾底迎南风),最大垂直陷落可达70m。根据陷落柱和地表分布范围，可追踪地下水的流向和主径流带,即陷落柱集中分布地带正是岩溶地下水循环积极活跃带,亦是地下水主径流带
太原西山东缘碳酸盐岩构造模型
（樊燏等，2020）
太原西山地形复杂，山高坡陡，沟壑纵横。山体多由石炭、二叠系砂岩、页岩和第四系黄土组成，自然地质环境较差，滑坡灾害较发育；同时，由于采煤形成采空区，引起上部山体应力重新分布，沿采空区与非采区边界地段，产生不均匀沉降，导致岩层变形和地裂缝产生，为滑坡形成创造了重要条件（李建军等，2007）。
太原盆地（狭义）构造演化示意图
（汪新伟等，2019）
吕梁地区前新生界地质图
（赵俊峰等，2009）
山西太原盆地及其周围的地质简图
（据互联网资料）
黄河壶口地质公园区域地质剖面图
（龚明权等，2009）
华北克拉通山西台隆的东西向构造剖面图
（魏荣珠等，2017）
上图为横过太原盆地北端构造剖面图，下图为横过临汾盆地北端构造剖面图