淺談水布埡庫(kù)區(qū)主要斷層及活動(dòng)性分析

■朱　豐（湖北永業(yè)行評(píng)估咨詢(xún)有限公司湖北武漢430000）

淺談水布埡庫(kù)區(qū)主要斷層及活動(dòng)性分析

■朱豐
（湖北永業(yè)行評(píng)估咨詢(xún)有限公司湖北武漢430000）

清江水布埡水利樞紐為清江流域重要的水電工程，通過(guò)對(duì)水布埡壩址周邊區(qū)域性及近壩址斷裂活動(dòng)性分析，認(rèn)為壩址周邊斷裂活動(dòng)性微弱，壩址穩(wěn)定性較好。

水布埡斷層龍王沖楊柳池

水布埡水利樞紐工程位于湖北省巴東縣,是清江梯級(jí)開(kāi)發(fā)的控制工程,也是最后一個(gè)梯級(jí)工程。大壩坐落在NW 30b峽谷河段,順直河段長(zhǎng)約800 m,其上下游河段均為WE向。河谷斷面呈不對(duì)稱(chēng)的U形,枯水期水面寬約90 m,水深1~3 m。壩區(qū)主要為二疊紀(jì)、石炭紀(jì)、泥盆紀(jì)和志留紀(jì)沉積巖,由灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)和炭質(zhì)頁(yè)巖、砂頁(yè)巖構(gòu)成。大壩基巖主要為二疊紀(jì)灰?guī)r與頁(yè)巖的互層結(jié)構(gòu)。水布埡壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件較為復(fù)雜，本文從庫(kù)區(qū)周邊區(qū)域性大斷裂及近場(chǎng)區(qū)斷裂活動(dòng)性分析，來(lái)了解水布埡水利樞紐區(qū)域上的穩(wěn)定性。

圖1　壩址及外圍區(qū)域構(gòu)造略圖

1　區(qū)域性大斷裂活動(dòng)性分析

水布埡庫(kù)壩區(qū)外圍發(fā)育有恩施、仙女山（含北、中、南三段）等17條區(qū)域性大斷裂或地區(qū)性斷層，其中區(qū)域性大斷裂均展布于壩區(qū)45km以外地區(qū)（圖1）。這些斷裂大部分為NNE和NNW向，少數(shù)為EW向。延伸長(zhǎng)度50~150km的達(dá)13條，構(gòu)造帶寬10~80m，以齊岳山斷裂規(guī)模最大，切入上、中、下地殼，為地殼斷裂，長(zhǎng)達(dá)150km，構(gòu)造帶寬80m。據(jù)航磁重力和人工地震測(cè)深資料，天陽(yáng)坪、建施、郁山、黔江、咸豐斷裂均為切穿基底層的基底Ⅰ型斷裂，余者為切穿該層和基底頂?shù)脑搶訑嗔鸦蚧注蛐蛿嗔选?/p>

上述斷裂主要形成于燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期，它們自生成以后又經(jīng)歷了多次活動(dòng)，主要表現(xiàn)為繼承性活動(dòng)的特點(diǎn)，經(jīng)熱釋光和電子自旋共振等不同方法活動(dòng)年齡測(cè)定，最新最明顯活動(dòng)年齡除九灣溪、仙女山、霧渡河斷裂稍晚外，余者均在23~98萬(wàn)年有過(guò)明顯活動(dòng)。但據(jù)中科院地研所李興唐教授1991年對(duì)都鎮(zhèn)灣、松園坪、龍王沖三條斷裂取樣熱釋光和電子自旋共振測(cè)試資料，它們分別在180萬(wàn)年、200萬(wàn)年和240萬(wàn)年前有過(guò)明顯活動(dòng)，中更新世以來(lái)沒(méi)有明顯活動(dòng)。

據(jù)近代及近期地震分布狀況以及某些跨斷裂短水準(zhǔn)和環(huán)形水準(zhǔn)地形變實(shí)測(cè)資料，上述斷裂現(xiàn)今處于基本不活動(dòng)或輕微活動(dòng)。近代地震沿遠(yuǎn)安斷裂帶、南漳-荊門(mén)斷裂活動(dòng)最為頻繁，仙女山、九灣溪斷裂和黔江斷裂次之，但震級(jí)水平都不高，除咸豐斷裂帶西側(cè)的大路壩歷史上曾有一次較強(qiáng)地震外，其余都在5.5級(jí)以下，屬中強(qiáng)地震和小微地震。結(jié)合近年和十年來(lái)的形變實(shí)測(cè)資料，仙女山、九灣溪、遠(yuǎn)安等斷裂均有明顯的垂直和水平位移，其形變量均在0.06mm/a以下，表明它們近代活動(dòng)微弱。

圖2　水布埡水利樞紐近場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造圖

2　近壩址較大斷裂活動(dòng)性分析

水布埡水利樞紐近場(chǎng)區(qū)展布一組NNE向的斷裂帶，包括黑碳河斷裂（長(zhǎng)茂司斷裂）、龍王沖斷裂、楊柳池?cái)嗔?、桃李溪斷裂、百果園斷裂、長(zhǎng)嶺斷裂等。這些斷裂長(zhǎng)約10-35km。主要與NNE向褶皺相伴生，經(jīng)歷了多次構(gòu)造變形，根據(jù)最新活動(dòng)年齡測(cè)試，它們?cè)谛聵?gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期和中更新世有過(guò)活動(dòng)，現(xiàn)今無(wú)明顯活動(dòng)跡象。其中龍王沖斷層和楊柳池?cái)鄬咏?jīng)測(cè)深資料證實(shí)已切入基底，是場(chǎng)區(qū)主要斷層。

2.1龍王沖斷層

龍王沖斷層位于半峽背斜西翼，緊鄰半峽背斜核部，恰位于水布埡壩址與半峽壩址中間，距兩壩均為5km，是壩址區(qū)規(guī)模最大的斷層。根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查資料分析，龍王沖斷層長(zhǎng)約30km，寬2～15km左右，由多條斷面組成?？傮w走向NNE20°左右，向北延伸到半峽背斜弧形轉(zhuǎn)折端處即消失；向南延伸過(guò)江后，很快發(fā)散為多條斷裂。斷層向西傾斜，傾角變化較大，總體上為上陡下緩的鏟式斷層。上部?jī)A角為60°-80°，下部為30°-40°，局部順層擴(kuò)展。

斷層產(chǎn)狀在剖面上的陡緩變化，即可能是受控于不同巖性層所產(chǎn)生的斷層折射，也可能是斷層剖面上P、R斷裂聯(lián)合擴(kuò)展作用的結(jié)果。剖面上P、R斷裂擴(kuò)展成透鏡體化帶，進(jìn)而控制局部斷面的陡緩變化。斷層變形帶以構(gòu)造角礫巖為主，局部見(jiàn)有摩擦糜棱巖或葉理化碎粒巖。在燕山主期，龍王沖斷層與半峽背斜相伴生，以擠壓逆沖變形為主，形成一系列張性斷層和多次張合愈合的方解石細(xì)脈；在喜馬拉雅主期，在持續(xù)伸展作用的同時(shí)，兼有左旋扭動(dòng)，根據(jù)方解石e雙晶和位錯(cuò)密度所估算的差異應(yīng)力為70~90MPa。

龍王沖斷層年齡測(cè)定，220×104年有過(guò)輕微活動(dòng)。又根據(jù)（龍2）鈣華，未見(jiàn)變形、破裂形跡，表明90×104年以來(lái)沒(méi)有活動(dòng)過(guò)。新構(gòu)造期仍以繼承性微弱活動(dòng)為主，現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)極其微弱。

2.2楊柳池?cái)鄬?/p>

楊柳池?cái)鄬釉谒紙簤沃?-3km與龍王沖斷層相距7-8km，兩斷層斜列展布，離水布埡壩址最近距離約2km。斷層總體走向NNE25°左右，全長(zhǎng)約27km，規(guī)模與龍王沖斷層大致相當(dāng)。根據(jù)變形特征的差異，通常將其分為三段。

北段斷層破碎帶寬約10m左右，發(fā)育幾條平行的斷面，傾向SE，傾角75°左右或近直立。斷層活動(dòng)歷史較復(fù)雜，以燕山晚期的擴(kuò)張析離作用最為明顯。斷層新構(gòu)造活動(dòng)較明顯，沿?cái)鄬訋Х植加袛嘌隆?/p>

中段控制小型早白堊世斷陷盆地。破碎帶較窄，以膠結(jié)緊密的碎裂巖和片理化碎粒巖為主。斷層左旋滑特征最為明顯，表明在喜馬拉雅主期中段以張性兼左旋剪切變形為主。

南段寬15-20m，主要為棱角狀角礫巖，并有大量的方解石充填、穿插，局部見(jiàn)有糜棱巖帶和斷層摩擦鏡面，斷層張性活動(dòng)特征最為明顯。新構(gòu)造活動(dòng)現(xiàn)象明顯，沿?cái)鄬訋Х植加袌嚎诤蛿鄬颖凇?/p>

綜上所述，楊柳池?cái)鄬邮窃谠行鄬拥幕A(chǔ)上擴(kuò)展連通構(gòu)造的。自燕山晚期以來(lái)，楊柳池?cái)鄬踊顒?dòng)中心不斷向南遷移，斷層活動(dòng)程度也逐漸降低，現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)極微弱。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)水布埡壩址區(qū)域性大斷裂及近壩址較大斷裂活動(dòng)性分析認(rèn)為，這些區(qū)域性大斷裂及近壩址斷裂在近代處于基本不活動(dòng)或輕微活動(dòng)狀態(tài)，對(duì)水布埡樞紐壩址的威脅不大，但其水庫(kù)誘發(fā)地震應(yīng)引起足夠重視。

P641.4+3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-35-2