陈懿、护羌校尉冷征，金城郡治又迁至榆中县。后河陇地区被韩遂割据势力占据，至汉献帝时被曹操击败，金城郡治迁回允吾县。建安十九年（公元214年），从金城郡析置了西平郡。三国时，金城郡属魏凉州，辖榆中、金城、允街、浩亶、令居、枝阳、允吾七县，郡治榆中县。[40]
西晋沿置。西晋末年后，天下大乱，进入十六国时期，今兰州市先后为前凉、前秦、后凉、南凉、后秦、西秦所据。前凉分金城郡的令居、枝阳二县，又立永登县，合此三县立广武郡，辖地在今永登县境内。前凉金城郡领允吾、允街、浩鹿、白土（今青海省循化县黄河北岸）、金城、榆中六县，郡治榆中县，其中允街、浩亶、金城、榆中四县在今兰州地区。[40]东晋太元元年（公元376年），前秦灭前凉，金城郡属前秦，领5县，郡所在治榆中县。太元十一年（公元386年），后凉领金城郡。元兴二年（公元403年），后凉覆灭后，南凉占领广武、金城2郡。
兰州市地表大部分被第四纪松散沉积物所覆盖，基岩主要出露在南部、西部和北部边界一带的山区。境内出露的地层有前古生界、古生界、中生界和新生界等。其中出露面积最广的是中生界下白垩统河口群、新生界第三系红层和第四系黄土等。[49]
前古生界主要出露在兰州市东南部、南部、西南部边界一带，组成祁连山东延余脉的马衔山、兴隆山、甘青交界的界山、奖俊埠岭以及七道梁的潜山等，其岩性为一套变质岩系。前长城系地层主要分布在榆中县与临洮县交界的马衔山区，在红古区享堂峡也有零星出露，在七道梁以潜山存在，其岩性为一套遭受混合岩化作用而形成的各种混合岩、混合质花岗岩、片麻岩和片岩夹扁豆状白云岩及大理岩。它又可以分为杲兰群和兴隆山群。蓟县系地层零星分布于大通河下游和榆中县小康营以南、高崖西南，另外在马衔山西北麓的高家湾、孙家湾、羊寨一带也有分布。震旦系仅在永登县西北铁成沟、杏儿沟一带有少量出露。[49]
古生界地层仅分布在永登县和皋兰县北部边界一带，呈北西—南东方向的条带状展布，组成了祁连山东延余脉的宝泉山、和尚
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