敦格鐵路塞什騰山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征

摘 要：工程地質(zhì)條件在基礎(chǔ)工程建設(shè)中極其重要，地質(zhì)構(gòu)造條件尤其突出，本文通過具體的工程實例，結(jié)合地質(zhì)勘察過程中出現(xiàn)的具體地質(zhì)現(xiàn)象，探討了在地質(zhì)構(gòu)造條件較為復(fù)雜的情況下地質(zhì)外業(yè)勘察中具體的注意事項。

關(guān)鍵詞：地層 斷褶帶 塞什騰 構(gòu)造特征

中圖分類號：P642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0030-02

人類認識自然的能力是一個循序漸進的過程，工程地質(zhì)勘察是對大自然最基本、最接近的認識過程。地質(zhì)條件復(fù)雜多變、形態(tài)各異，地質(zhì)構(gòu)造形跡更是如此，有時其分布特點、規(guī)模、延伸方向等要素很難弄清楚。地質(zhì)構(gòu)造控制著局域內(nèi)地層的分布范圍與完整性，決定著工程建設(shè)的適宜性，認識有誤可能造成工程經(jīng)濟的浪費或工程事故。本文結(jié)合敦格鐵路穿越塞什騰山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造條件的認識，探討了外業(yè)地質(zhì)勘察中地質(zhì)構(gòu)造特征的一些認識及外業(yè)調(diào)查時的一些方法及注意重點。

1 工程概況

新建敦格鐵路起點位于甘肅省的敦煌市，終點位于青海省的格爾木市，全長約527 km。線路穿越的塞什騰山區(qū)是青海省境內(nèi)的控制性區(qū)段，陡峭險峻的山峰與狹窄平坦的溝谷相間分布，橋、隧設(shè)置密度極高，路基挖方、擋護工程量大。尤其是該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征復(fù)雜多變，斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，地層的時代、巖性及接觸關(guān)系極其紊亂。因此盡可能詳實、細致的反映該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造對該區(qū)段的基礎(chǔ)工程建設(shè)起到關(guān)鍵的作用。

2 地質(zhì)構(gòu)造特征

該區(qū)位于柴達木盆地北緣，地質(zhì)構(gòu)造體系屬于柴達木北緣巨型反S型構(gòu)造。漫長的地質(zhì)年代中，經(jīng)過復(fù)雜的地質(zhì)變動，不同時期、不同規(guī)模、不同力學(xué)性質(zhì)的構(gòu)造形跡發(fā)育廣泛，形成了復(fù)雜的構(gòu)造形變，包括塞什騰山斷褶帶、綠梁山斷褶帶、馬海大坂斷褶帶及柴達木盆地和花海子盆地。路線位于塞什騰山斷褶帶內(nèi)。

塞什騰山斷褶帶長約70 km，寬約15 km，地貌上為北西—北西西向的山脈和溝谷相見的復(fù)式山系，伴有走向深大斷裂，帶內(nèi)巖漿活動復(fù)雜多變，褶皺及斷層及其發(fā)育，并且具有長期、多次、反復(fù)活動的特點。該區(qū)域構(gòu)造體系如圖1所示。

2.1 塞什騰山斷褶帶的幾何學(xué)特征

線路穿越塞什騰山區(qū)段內(nèi)發(fā)育的斷層主要有：公路溝斷層、橄欖溝斷層、塞什騰—綠梁山斷層帶、海合溝斷層、結(jié)綠素斷層和五彩山斷層。在地質(zhì)構(gòu)造的幾何學(xué)特征上橄欖溝斷層、結(jié)綠素斷層和五彩山斷層最具代表性。

橄欖溝斷層位于賽什騰長隧道進口附近，沿橄欖溝展布，由于受北東及南北向斷層切割，斷層產(chǎn)狀變化較大，總體走向330°，傾向北東，傾角大于30°，出露長度大于25 km，北盤為震旦系灰綠色斜長角閃片巖、大理巖、白云巖，南盤為蝕變安山巖，破碎帶寬100～200 m。斷層南盤的陡峭山體均呈現(xiàn)帶狀展布的典型斷層三角面。如圖2所示。

結(jié)綠素斷層和五彩山斷層基本平行，位于高泉五號特大橋處，相距約1.5～2 km，局部地段有分支與合并現(xiàn)象，總體走向3300，傾向北東，傾角700°，出露長度45 km左右，具壓扭性特征，破碎帶寬10～20 m。五彩山斷層上盤為奧陶系蝕變安山巖，下盤為石炭系灰?guī)r；結(jié)綠素斷層上盤為石炭系灰?guī)r，下盤為第三系泥巖、砂巖。

2.2 塞什騰山斷褶帶造成巖石的變形特征

塞什騰斷褶帶是柴達木北緣標準的一個反“S”型構(gòu)造，褶皺及壓扭性斷裂的總體構(gòu)造線方向均在3100左右，其主應(yīng)力為北東—南西向水平引力作用下，形成一組北東走向的張（扭）面，同時形成兩組近南北走向或近東西走向的扭裂面。受構(gòu)造影響斷裂帶中巖石普遍泥化、碎裂化、炭化，最為普遍的是塞什騰山大面積分布的蝕變安山巖嚴重片理化，局部甚至頁理化，充填的花崗閃長巖脈、石英巖脈被擠壓成構(gòu)造透鏡體。破碎帶侵入的超基性巖—— 蛇紋巖受后期構(gòu)造作用，構(gòu)造面極其發(fā)育，部分構(gòu)造面發(fā)育的鏡面及纖維化作用明顯，斷層兩盤均為硬質(zhì)巖，受構(gòu)造作用的影響，構(gòu)造影跡十分發(fā)育，表現(xiàn)為蝕變安山巖的普遍片理化，侵入巖脈的透鏡體化及部分

變質(zhì)巖的“石香腸”構(gòu)造。如圖3所示。

2.3 塞什騰山斷褶帶的物性特征

不同的介質(zhì)其物性反映不同，在地質(zhì)工程中常常采用不同的地球物理勘探，來反映不同的物性差異，借以分析判定不同的地質(zhì)體。為了全面解譯塞什騰斷褶帶的構(gòu)造分界及其物理參數(shù)，在選定的斷褶帶內(nèi)采用地震折射層析法、高密度電法、波速測試、綜合測井及及音頻大地電磁法測試方法，根據(jù)物探測試，斷層破碎帶縱波速度為1500～2600 m/s，電阻率為113～290 Ω.m，兩側(cè)完整巖體的縱波速度為3490～5320 m/s，電阻率為2330～5024 Ω.m。其物性差異特征明顯。根據(jù)測試圖像資料，選取的斷褶帶區(qū)段物性差異較明顯，成像清晰，解譯明顯，如圖4所示。

2.4 塞什騰山斷褶帶運動學(xué)特征

塞什騰山斷褶帶劈理極其發(fā)育。劈理是斷裂在形成過程中兩盤相對運動產(chǎn)生的，可以根據(jù)斷裂帶內(nèi)的劈理與斷層之間的關(guān)系來判斷斷層的相對運動，通常斷裂帶內(nèi)劈理和斷層面的交線與斷層兩盤相對運動垂直，因此統(tǒng)計劈理在斷層面的交線也可以來判斷斷層的相對運動。當斷層面與劈理的交線在段層面上的側(cè)伏角小于45°時，斷層以上下運動為主；當交線的側(cè)伏角大于45°時，斷層以水平運動為主。塞什騰斷褶帶斷層面產(chǎn)狀15°<55°，劈理產(chǎn)狀25°～40°<60°～80°斷裂帶內(nèi)劈理與斷層面交線的側(cè)伏角小于45°向NW側(cè)伏，因此該斷層具有逆沖為主，兼有左行平移的特征。

2.5 塞什騰山斷褶帶活動性特征

斷層的活動性及其活動強度決定著基礎(chǔ)工程建設(shè)的適宜性及重大工程位置的布設(shè)和防震措施的選擇。線路穿越的塞什騰山區(qū)發(fā)育有塞什騰—綠梁山活動斷層，斷層活動于全新世，全長約90 km，總體NNW向展布，斷層面傾向NE，傾角60°～70°，由多條不連續(xù)的次級斷層組成，斷層發(fā)育于石炭系、上第三系及第四系上更新統(tǒng)之間。沿斷裂帶地形突變，在斷裂帶內(nèi)可見覆蓋于第三系的礫石被錯斷，沿著斷裂帶崩塌、錯落、斷坎、埡口、斷層谷發(fā)育，晚更新世時期，受上盤強烈的抬升逆沖作用，第四系上更新統(tǒng)地層層理陡傾，局部傾角超過60°，超覆于第三系地層，如圖5所示。顯示了斷層晚第四系以來的持續(xù)活動性，

第四系以來斷層向南強烈擠壓。根據(jù)熱釋光測年，其最新活動是在12.05±1.02 ka之后，據(jù)此推算，該斷層全新世以來的平局水平活動速率為0.83 mm/a；平均垂直活動速率為0.14 mm/a。地質(zhì)構(gòu)造和地震有著密切的關(guān)系，2008年11月10日大柴旦東南發(fā)生6.3級地震，2009年8月28日大柴旦發(fā)生6.4級地震，均造成不同程度的建筑物破壞，表明目前該區(qū)域地震處于相對活躍階段。

3 結(jié)語

自然地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，人類認識自然的能力相對有限，擬建構(gòu)筑物的場區(qū)地質(zhì)構(gòu)造起到關(guān)鍵性的作用，直接決定這場地建設(shè)的適宜性，對變形和外移要求高的建筑物對場地穩(wěn)定性的要求更高。因此在工程地質(zhì)外野勘察階段，認真觀察、詳細記錄地質(zhì)構(gòu)造的外在表現(xiàn)特征，深刻分析、深入研究地質(zhì)構(gòu)造的力學(xué)特征及地質(zhì)構(gòu)造的演變過程，弄清楚巖體的空間分布規(guī)律、完整性、評價場地的穩(wěn)定性、判定工程建設(shè)的適宜性，為各類工程建設(shè)提交合理的工程物理力學(xué)參數(shù)及工程防治措施。

參考文獻

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