小江断裂中北段活动性及其致灾效应研究

发布时间：2020-07-31 14:57

【摘要】：青藏高原强烈隆升所形成的天然地理环境,为西南地区水资源的储蓄和开发创造了极为有利的条件,但同时也使得这些地区地质构造复杂,活动断裂发育,现代地震活动极其频繁,因此,以断裂活动性为主的区域构造稳定性研究就显得至关重要。位于四川省宁南县与云南省巧家县交界的白鹤滩大型水电站是金沙江下游干流河段第二个梯级电站,小江断裂中北段(巧家-东川段)作为该水电站库区内最大的活动断裂构造,相对于整个小江活动断裂带来说,其研究程度较低,但该区的地质环境背景复杂,新构造运动与现代地震活动较为强烈,地质灾害十分发育。显然,系统深入的研究小江断裂中北段分布特征和活动性,揭示断裂活动触发地质灾害的特点并总结其致灾效应,对该区水资源的开发利用以及防灾减灾具有重要的科学和现实意义。论文在详细参考前人工作的基础上,进行了多次实地的地质调查,利用相应的遥感解译、地球化学、显微构造学,年代学等技术手段,查明了小江断裂中北段的基本特征以及区内地质灾害的发育分布规律。通过大量地质资料(以实地调查所获取的第一性资料为主)、GPS实测地壳变形数据、室内分析测试结果以及地震资料的综合分析,结合数值模拟研究和GIS空间信息分析处理,详细、系统地研究了小江断裂中北段活动性以及活动断裂的地质灾害致灾效应,最终取得了以下主要成果和结论:(1)受川滇菱形块体持续向东南方向侧向挤出的影响,小江断裂带通过不断的发展和演化,最终在巧家对岸的华弹镇附近与则木河断裂带贯通,使得原小江断裂带北端的巧家北至莲塘段被取代,而现今小江断裂带北段起点则在对岸华弹镇西侧与则木河断裂带的松新-华弹断裂顺接。(2)通过对巧家盆地详细的研究分析,对其形成演化有了清晰的认识:巧家盆地迄今为止在形成发展过程中共经历了拉分断陷和不对称断陷两个阶段,前者是则木河断裂带南端与以巧家北-莲塘段为小江断裂带北端共同作用下形成左旋拉分断陷区,而后者则是在则木河断裂带与小江断裂带贯通顺接后,在西侧单向拉张应力作用下的产物。(3)将中国地壳运动观测网络(CMONOC)所取得的地壳变形新成果数据与实地地质地貌调查相结合,显示小江断裂中北段是第四纪以来活动显著的左旋走滑(兼具逆冲)断裂带,对地壳变形数据进行分析处理,得到了研究区断裂带现今滑动速率的定量结果,这一结果也与地貌学观点得出的断裂带滑动速率大致吻合。(4)沿小江断裂中北段跨断层布设多条测氡剖面显示,剖面高氡脉冲异常值的大小与断裂带规模以及破碎程度呈正相关,以氡气脉冲峰背值比值(峰值/背景值)作为断裂带相对活动的判别标准表明,溜姑乡-老村子-大塘子一线的断裂相对活动性要高于其余地段。(5)温泉沟露头中断层泥石英颗粒溶蚀形貌特征的统计结果表明,小江断裂北段最近一次强烈活动的时期主要集中在晚更新世,结合X-粉晶衍射测试结果以及岩石高速摩擦实验理论,对该露头及其附近区域出现的明显碳化现象进行研究分析,初步认为碳化现象是表征断裂带发生粘滑(地震)运动的标志。(6)以则木河-小江断裂带为界,研究区构造应力场具明显的分区性,西侧的川滇菱形块体最大主应力迹线由北向南自北西向至今南北向偏转,其应力状态类型主要是以走滑型为主;东侧的华南块体最大主应力方向则相对稳定,主要以北西西向、北西向为主,应力状态类型则主要为走滑型和逆走滑型。在有历史记录以来,该区地震活动的空间分布与区内断裂构造格架关系密切,其强震大多集中在块体的边界活动断裂上,块体内部的断裂构造上多以中强震为主,且地震的活跃期与平静期交替出现,表现出研究区地震活动的时空分布具有明显的不均一性。(7)小江断裂中北段与该区地质灾害的孕育与发生具有密切的关系,主要体现在:(1)断裂的粘滑运动(地震)释放巨大的能量,能够直接触发地质灾害;(2)断裂构造在长期的演化过程中,使该区地形地貌格局发生了剧烈的改变,河流深切,高山峡谷地貌发育,为地质灾害的发生提供了有利的地形条件;(3)受断裂活动(粘滑、蠕滑)的影响,沿断裂带斜坡岩土体的变形、松动与破坏现象明显,稳定性较差,加之断裂带本身就是破碎和易风化的部位,更容易形成丰富的松散固体物源。在对小江断裂中北段地质灾害发育分布规律详细研究的基础上,总结出6大致灾效应,即地震地质灾害后效应、强度效应、距离效应、方向效应、主动盘效应以及锁固段效应。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P694;P315
【图文】：

块边界发生强力的水平剪切错动，形成该区复杂的地质构造格架以及现代地壳应力-应变图像。从图2-1可以看出，川滇地区地质构造格架主要由北部的川西北倒三角断块，东部的川中断块、中部的川滇菱形断块以及南部的滇西南构造活动区这四个不同的构造单元构成（张倬元等，2001），研究区即位于川滇菱形断块的东南缘。图 2-1 区域地质构造基本格架（据张倬元等，2001）

22图 2-8 小江断裂中北段地层略图表 2-1 研究区地层简表 统 组（群） 代号 厚度（m） 岩性简述Q 2~80灰、浅灰色粘土，杂色砾石、砂、粉地层呈角度不整合接触昔格达组 N2x 0.5~1下部砾岩，中部灰色、杂色粘土岩与上部为巨厚层细砂岩上统 雷打树组 K2l 60~90 砂岩、粉砂岩夹泥岩下统 小坝组 K1x 990~1300 以紫红色钙质粉砂岩、泥岩

28图 2-9 研究区及邻区构造格架图究区地跨西部活动构造区（川滇菱形断块）和东部相对稳定区（华南造单元，属陆内块体的边界地带，断裂发育，构造活动强烈（图 2-由三个方向的构造：①近南北向的构造从西至东主要有安宁河断裂带、普渡河断裂带、凉山断裂带以及小江断裂带；②北西向构造主裂带；③北东向构造从北向南有莲峰-巧家断裂带、昭通断裂带、裂带、待补断裂带、寻甸-宣威断裂带以及曲靖-陆良断裂带。上述

本文编号：2776624