老江底水電站地質(zhì)構(gòu)造論文
時間:2022-01-08 09:26:00
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1壩址區(qū)基本地質(zhì)環(huán)境
壩址位于峽谷進口河灣地段,河谷斷面呈“U”字型峽谷,河流流向由S34W轉(zhuǎn)向S81W,谷底高程1130~1145m,河床寬20~32m,枯季水面高程1140m,水面寬22m,水深約1~2m,正常蓄水位1182m高程谷口寬約85m,寬高比約2。谷底兩岸堆積有崩塌巨塊石,左岸坡為陡崖,局部倒懸,山脊高程為1220~1441m左右;右岸山體雄厚,河面至1150m高程坡度陡,近直立,基巖裸露,以上坡度變?yōu)?0~50°,植被發(fā)育,山脊高程為1585m左右。
壩址河谷覆蓋層最厚為13.8m,成分為第四系崩塌堆積、沖洪積層。下伏基巖為三疊系中統(tǒng)個舊組第四段(T2g4),巖性主要為中厚至厚層塊狀白云巖、鈣質(zhì)白云巖、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r。
壩址區(qū)構(gòu)造復雜,褶皺斷裂均有發(fā)育,具有復雜多樣的構(gòu)造形跡。壩區(qū)構(gòu)造的性質(zhì)特征對該壩址的成立與否起著決定作用。本文主要根據(jù)地質(zhì)測繪結(jié)合鉆探資料,對壩區(qū)復雜的地質(zhì)構(gòu)造作概要的分析,并評價其對壩址區(qū)工程地質(zhì)條件的影響。
3壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征
3.1總體特征
老江底水電站壩區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚子準地臺黔北臺隆六盤水斷陷普安旋鈕構(gòu)造變形區(qū)南東側(cè)邊緣與北東向構(gòu)造變形區(qū)交界部位,構(gòu)造運動強烈,具有復雜多樣的構(gòu)造形跡。
壩區(qū)所在處的主體構(gòu)造格局為一系列北東-南西向延伸的背、向斜,但在一些部位被同樣是北東-南西向延伸的一些斷層所錯動,所產(chǎn)生的地層效應(yīng)總體是地層缺失,使得部分褶皺形態(tài)不再完整。區(qū)內(nèi)還發(fā)育有少量的北西向斷層,使得地層的錯動和分布情況更加復雜。特別是區(qū)內(nèi)后期又疊加了北西向構(gòu)造,使構(gòu)造輪廓更趨復雜,但基本上沒有改變區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造格局為北東-南西向構(gòu)造的特征。
在北東向褶皺中,背斜一般較緊閉,而向斜則比較寬緩。區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的褶皺為岔江向斜,壩區(qū)位于向斜南東翼。在壩區(qū)附近發(fā)育老江底向斜,該向斜位于雄武背斜與魯邑背斜之間,同樣沿北東-南西方向展布,但被老江底斷層嚴重破壞,特別是向斜的南東翼,基本上全部缺失,就連向斜的轉(zhuǎn)折端大部分也被錯失,僅在補作附近還保留有一段。壩址即位于殘留的這段向斜轉(zhuǎn)折端附近。
受大的褶皺構(gòu)造作用的影響,同時也因為位于老江底壓扭斷層的上盤,受斷層構(gòu)造作用影響強烈,在老江底向斜內(nèi)部,特別是靠近轉(zhuǎn)折端的部位,還發(fā)育有更次級的小褶皺,在壩區(qū)表現(xiàn)很明顯。后期又受到構(gòu)造作用,形成北西向的構(gòu)造形跡,使得北東向褶皺形態(tài)又進一步發(fā)生改變,北西向和北東向構(gòu)造的疊加導致地質(zhì)露頭復雜多樣的構(gòu)造形跡和多變的巖層產(chǎn)狀。下面分別從斷層、褶皺兩個方面分析壩區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征。
3.2斷層
在壩區(qū)附近,具有一定規(guī)模的斷層發(fā)育兩條,分別為老江底斷層(F1)和下普里-補作斷層(F13)。
3.2.1老江底斷層(F1)
老江底斷層是一條區(qū)域性的大斷層,北東方向起自鍋底河水庫一帶,往南西方向經(jīng)白碗窯,過老江底進入研究區(qū)并繼續(xù)往南西方向延伸,全長數(shù)十公里。總體走向北東50°,傾向北西,傾角25~50°。
在壩區(qū)一帶老江底斷層位于壩址左岸,露頭距壩址最近約220m,斷層面穿越河床下部。其性質(zhì)表現(xiàn)為:上盤為三疊系中統(tǒng)個舊組(T2g)白云巖、灰?guī)r,下盤為二疊系龍?zhí)督M(P2L)砂巖、粉砂巖、泥巖夾煤層。斷層致使區(qū)內(nèi)缺失二疊系上統(tǒng)長興大隆組以及三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)和永寧鎮(zhèn)組地層,缺失地層總厚度1400~2500m,因此,斷層規(guī)模較大。斷層破碎帶寬5~20m,多數(shù)具棱角狀的白云巖、砂巖,角礫經(jīng)鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)成斷層角礫巖,膠結(jié)較緊密,正斷層特征十分明顯。
根據(jù)地表地質(zhì)測繪結(jié)合壩區(qū)坑槽探、鉆探資料分析,該斷層在走向上和傾向上均有舒緩波狀特點,反映出斷層面是一個曲面。
1.向斜軸
2.背斜軸
3.逆斷層及編號
4.正斷層及編號5.個舊組第四段第二層
5.個舊組第四段第一層5.龍?zhí)督M第二段
在吳家灣村西側(cè)公路開挖面(切斷層)和槽探揭露,斷層下盤的粉砂巖、泥巖在近斷層處表現(xiàn)出向斜褶皺牽引,在斷層破碎帶中,已被鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)成巖的角礫巖又被分割成透鏡狀的角礫,并發(fā)育一組陡傾角具壓剪性質(zhì)的次級裂隙,這些現(xiàn)象說明該斷層在后期還有一次上盤往上逆沖的作用。
該斷層活動的時間,由于尚無測年資料,準確確定其形成時代有困難,從其影響的地層和區(qū)域資料來看,推測該斷層形成于燕山早期,燕山晚期再次活動。
3.2.2下普里—補作斷層(F13)
該斷層西起下普里村的南東方向,大體順山脊往南東方向延伸,切過1363.2高地南側(cè)后直至交于老江底斷層。由于露頭不好,二者交切關(guān)系不明,但從地層錯動情況分析,F(xiàn)13斷層應(yīng)在老江底斷層之前形成。
F13斷層在壩區(qū)的出露長度為2.56公里,表現(xiàn)為北西走向,傾向南西,傾角較陡,為65~75°。
斷層下盤為中三疊統(tǒng)個舊組第二段薄至中厚層白云巖、泥質(zhì)白云巖,上盤為個舊組第四段中厚至厚層白云巖類中薄層灰?guī)r泥質(zhì)的云巖。斷層上盤表現(xiàn)為下滑,為正斷層性質(zhì)。
斷層形成的時期,推測其與北東向構(gòu)造大體同時形成,即燕山運動時期。
3.3褶皺
由于曾遭受北東向和北西向構(gòu)造的作用,因此區(qū)內(nèi)保留了北東向褶皺和北西向褶皺的形跡。另外,在一些陡坎處還可以在陡傾的中薄層白云巖、灰?guī)r中見到一些層間小揉皺。
3.3.1北東向褶皺
前已述及,電站壩區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上處于軸向北東的魯邑背斜和雄武背斜之間的老江底向斜位置,由于老江底斷層和其它斷層的改造,老江底向斜已不完整。
除了區(qū)域上的由地層的展布表現(xiàn)出的高級別褶皺外,還有由地層產(chǎn)狀的變化反映出來的次級褶皺。這些次級褶皺,在吳家灣以西的黃泥河的左岸(下、上盤)區(qū)段,表現(xiàn)為一背兩向,軸向北東40°左右。褶皺屬寬緩開闊型。
3.3.2北西向褶皺
在補作附近幾十平方公里的范圍內(nèi),宏觀上似乎看不出有北西向褶皺的存在,然而卻有兩個現(xiàn)象值得注意,其一為細分地層的出露和地層產(chǎn)狀的變化;其二為河谷近底部發(fā)育小褶皺。例如,在壩址左岸,巖層產(chǎn)狀的變化明顯表現(xiàn)出軸向北西的一背兩向。
從壩址至廠房的左岸個舊組第四段(T2g4)表現(xiàn)為多個類似的寬緩背、向斜構(gòu)造。正是這組北西走向的褶皺構(gòu)造疊加在北東向構(gòu)造之上,才使得個舊組第四段第2層的巖層在向斜部位或二方向向斜疊加部位保存下來。
在壩址河谷近底部,見薄層—中薄層灰?guī)r、白云巖表現(xiàn)出復雜的褶皺形態(tài),測量真褶皺軸,一組走向北東,另一組走向北西,復雜形態(tài)正是疊加改造的結(jié)果,在遠離疊加地段的上游地段,褶皺形態(tài)相對較簡單。
3.4構(gòu)造變形序列
根據(jù)地質(zhì)體的展布和構(gòu)造形跡之間的交切關(guān)系,可將老江底水電站壩區(qū)構(gòu)造變形分為五期:
D1、北東向褶皺變形,伴有南東東向斷層(F13);D2、北西向褶皺變形;D3、北東向正斷層(老江底斷層早期活動);D4、北東向逆斷層(老江底斷層晚期活動);D5、地殼抬升,形成河流、階段。D1-D4主要發(fā)生在燕山運動時期,D5為喜山運動時期。
4壩區(qū)構(gòu)造對工程地質(zhì)條件影響評價
①老江底斷層:據(jù)上述斷層特征分析,該斷層破碎帶寬5~20m,破碎帶中多數(shù)具棱角狀的白云巖、砂巖,角礫經(jīng)鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)成斷層角礫巖,膠結(jié)較緊密。該斷層形成于燕山早期,燕山晚期再次活動,無近期活動跡象,為老構(gòu)造,對壩區(qū)的穩(wěn)定影響不大。
②F13斷層:該斷層位于壩址上游,規(guī)模較小,推測形成于燕山運動時期,無近期活動跡象,為老構(gòu)造,對壩區(qū)的穩(wěn)定影響不大。
5結(jié)語
老江底水電站壩區(qū)構(gòu)造雖較復雜,但均為老構(gòu)造,無近期活動跡象,斷層所形成的破碎不強烈,對本工程的建造影響不大。
參考文獻:
[1]陳志新,劉玉海,倪萬魁,等.黃河大柳樹壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特點及建壩可行性研究[J].長安大學學報(地球科學版),1993,(2).
摘要:老江底水電站壩區(qū)位于黃泥河中下游,壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復雜,具有復雜多樣的構(gòu)造形跡。經(jīng)勘察論證,其構(gòu)造的性質(zhì)特征已基本查明。文章主要根據(jù)地質(zhì)測繪對壩區(qū)復雜的地質(zhì)構(gòu)造作概要的分析,并評價其對壩址區(qū)工程地質(zhì)條件的影響。
關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)學;壩區(qū);地質(zhì)構(gòu)造;老江底水電站