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泥巴山断裂带新构造现象及其意义

邓荣贵,钟志彬,王文坡,王园园,张晋,刘远程

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邓荣贵, 钟志彬, 王文坡, 王园园, 张晋, 刘远程. 泥巴山断裂带新构造现象及其意义[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2024, 59(6): 1457-1468. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220376
引用本文: 邓荣贵, 钟志彬, 王文坡, 王园园, 张晋, 刘远程. 泥巴山断裂带新构造现象及其意义[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2024, 59(6): 1457-1468.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20220376
DENG Ronggui, ZHONG Zhibin, WANG Wenpo, WANG Yuanyuan, ZHANG Jin, LIU Yuancheng. Characteristics and Significance of New Geological Tectonic Activities in Niba Mountain Fault Zone[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2024, 59(6): 1457-1468. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220376
Citation: DENG Ronggui, ZHONG Zhibin, WANG Wenpo, WANG Yuanyuan, ZHANG Jin, LIU Yuancheng. Characteristics and Significance of New Geological Tectonic Activities in Niba Mountain Fault Zone[J].Journal of Southwest Jiaotong University, 2024, 59(6): 1457-1468.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20220376

泥巴山断裂带新构造现象及其意义

doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20220376
基金项目:国家自然科学基金项目(41272321,51808458)
详细信息
    作者简介:

    邓荣贵(1960—),男,教授,博士,研究方向为地质工程及岩体力学, E-mail:drg60@home.swjtu.edu.cn

  • 中图分类号:P546

Characteristics and Significance of New Geological Tectonic Activities in Niba Mountain Fault Zone

  • 摘要:

    在京昆高速公路雅安至西昌段泥巴山隧道场地区构造地质测绘中发现了新的地质构造现象,为论证泥巴山断裂带性质和新构造现象的区域地质构造意义,采用石英颗粒形态扫描、地质力学与岩体力学原理和数值模拟分析方法. 首先,阐述泥巴山隧道场地区的工程地质环境和新构造现象;然后,论述泥巴山断裂带边界断层和区域构造的活动性;其次,对新构造现象的区域地质构造意义进行探讨;最后,利用数值模拟分析论证新构造现象的存在性和区域构造新格架证据的合理性. 结果表明:泥巴山断裂带具有明显的新构造活动特征;新构造变形现象所属的泥巴山断裂带与川西“Y”字型活动构造带中的鲜水河活动断裂带有成因上的同根性,是鲜水河断裂带的东南延伸部分;泥巴山断裂带及其东南延伸断裂(峨边—马边—雷波段)与川西“Y”字型活动构造带构成了原生性的类“X”型构造模式,并具有孕育中强震活动的条件.

  • 图 1隧址区断层及构造新现象平面分布

    Figure 1.Plane distribution of faults and structural new phenomena in the tunnel site

    图 2隧址区沿隧道轴线构造模式

    Figure 2.Structural diagram of tunnel area

    图 3保凰断层带

    Figure 3.Baohuang fault

    图 4曹大坪断层

    Figure 4.Caodaping fault

    图 5坚硬黏土中的剪切节理

    Figure 5.Shear joint in hard clay

    图 6曹大坪断层带断面特征(剖面A—A')

    Figure 6.Section of the Caodaping fault zone (sectionA—A')

    图 7边坡揭露的断层特征

    Figure 7.Fault characteristics of slope

    图 8曹大坪断层带断面特征(剖面BB')

    Figure 8.Section of the Caodaping fault zone (sectionBB')

    图 9西南地区断裂及震中分布特征

    Figure 9.Fault and epicenters distribution characteristics in southwest China

    图 10区域差异抬升幅度

    Figure 10.Range of regional differential uplift

    图 11燕山期川西构造模式示意

    Figure 11.Tectonic model of Western Sichuan of Yanshan tectonic period

    图 12喜山期川西构造模式

    Figure 12.Tectonic model of Western Sichuan in Himalayas period

    图 13数值分析模型

    Figure 13.Numerical analysis model

    图 14区域不同深度平截面最大剪应力等值线(单位:MPa)

    Figure 14.Maximum shear stress contours (unit: MPa)

    表 1中小断层参数统计表

    Table 1.Statistics of parameters of small and medium fault

    按断层走向统计 按断层倾角统计
    走向 条数/条 占比/% 倾角/(°) 条数/条 占比/%
    NEE 3 7.1 0~15 0 0
    NE 5 11.9 15~30 0 0
    NNE 3 7.1 30~45 1 2.4
    NNW 5 21.5 45~60 6 14.3
    NW 17 40.5 60~75 14 33.3
    NWW 9 11.9 75~90 21 50.0
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    表 2石英颗粒形态电子扫描显微(SEM)测年结果

    Table 2.SEM dating results of quartz grains

    等级代号形态 贝壳状 Io 次贝壳状 Ia 橘皮状 Ib 鱼鳞状 Ic 苔藓状 Ⅱ 钟乳/虫蛀
    状 Ⅲ
    锅穴/珊瑚状 Ⅳ 活动年代推测
    观测个数/个 占比/% 观测个数/个 占比/% 观测个数/个 占比/% 观测个数/个 占比/% 观测个数/个 占比/% 观测个数/个 占比/% 观测个数/个 占比/%
    现象 1 0 0 5 15.6 0 0 9 28.1 18 56.3 0 0 0 0  ${\rm{N}}_2^1 $、${\rm{N}}_2^2 $概率最大,Q1及 Q3均有
    现象 2 10 9.8 24 23.6 9 8.8 18 17.6 18 17.6 12 11.8 11 10.8  Q3概率最大,其余均有
    现象 3 10 7.5 29 21.6 9 6.7 27 20.1 36 26.9 12 9.0 11 8.2  ${\rm{N}}_2^1 $、${\rm{N}}_2^2 $ 概率最大,其余均有
    现象 4 0 0 1 4 0 0 7 28.0 17 68.0 0 0 0 0  ${\rm{N}}_2^1 $、${\rm{N}}_2^2 $ 概率最大,Q1及 Q3均有
    年代/万年 0~
    1.17(Q4
    1.17~
    12.60(Q3
    12.60~
    78.00(Q2
    78.00~
    259.00(Q1
    259.00~
    360.00(${\rm{N}}_2^2 $)
    360.00~
    530.00(${\rm{N}}_2^1 $)
    >530.00
    (N1
    总样品数 293 个
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    表 3西南部分地区地震线特征

    Table 3.Seismic line characteristics in parts of southwest China

    序号 地震线
    名称
    经过地 方向 长度/km 所处的活动构造带名称
    (1) 筠连—东川 筠连—昭通—东川 N32.8°E 283.7 东川—筠连—华蓥山
    (2) 犍为—永仁 千位—马边—美姑—攀枝花—永仁 N32.8°E 430.2 犍为—马边,攀枝花—永仁
    (3) 平武—丽江 平武—汶川—宝兴—宁蒗—丽江 N32.8°E 797.8 龙门山,木里—宁蒗—丽江
    (4) 九寨沟—腾冲 九寨沟—松潘—新都桥—稻城—中甸—腾冲 N32.8°E 853.1 九寨沟—黑水,丹巴—新都桥,
    中甸—腾冲
    (5) 松潘—曲靖 松潘—校场—汶川—马边—
    东川—曲靖
    SN 708.7 松潘—校场,龙门山,马边—昭通,
    东川曲靖
    (6) 马尔康—西昌 马尔康—金川—丹巴—石棉—
    冕宁—西昌
    SN 468.5 安宁河,鲜水河及龙门山
    (7) 甘孜—大理 甘孜—新龙—理塘—丽江—大理 SN 625.3 甘孜—理塘,丽江—大理
    (8) 甘孜—马边 甘孜—炉霍—道孚—康定—马边 N32.8°W 602.1 鲜水河,马边—永善
    (9) 理塘—曲靖 理塘—西昌—宁南—巧家—
    东川—曲靖
    N32.8°W 592.2 理塘—木里,西昌巧家,东川—曲靖
    (10) 中甸—永仁 中甸—丽江—永仁 N32.8°W 289 中甸—丽江—永仁
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    表 4断层特征简表

    Table 4.Summary of fault characteristics

    断裂带名称 产状 长度/km 性质 组成断层/条 活动年限/万年 备注
    鲜水河断裂 N40.0°W/SW∠60° 400 左旋兼逆冲 3 1.00 (全新世) 区域性断裂
    龙门山断裂 N40.0°E/NW∠60° 500 右旋兼逆冲 3 1.00 (全新世)
    安宁河断裂 N2.0°E/SE∠70° 350 逆冲兼左旋 2 1.00 (全新世)
    荥—马断裂 N28.0°W/SW∠60° 250 逆冲兼左旋 9 1.00 (全新世)
    九襄断裂 N60.0°E/NW∠47° 30 压扭 1 6.24~7.15 (晚更新世) 隧址区控制性断裂
    保凰断裂 N40.0°W/SW∠75° 100 左旋兼逆冲 2 40.70~51.90 (中更新世)
    金坪断裂 N20.0°W/NE∠60° 84 左旋斜冲 1 10.72~12.54 (晚更新世)
    红花断裂带 N30.0°W/SW∠85° 50 压性 1 36.76~43.06 (中更新世)
    曹大坪断层 N35.0°W/SW∠86° 25 压扭 1 6.40~7.60 (晚更新世)
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    表 5岩体工程特性参数表

    Table 5.Rock engineering characteristic parameter

    深度
    段/km
    分区 容重/
    (kN·m−3
    弹性模量/GPa 泊松比 内摩擦角/(°) 黏聚
    力/MPa
    [0, 5] 24.0 45 0.22 40 25.00
    26.0 40 0.22 35 20.00
    26.0 35 0.22 37 22.00
    断层岩 21.0 2 0.24 17 0.10
    (5, 15] 26.0 80 0.25 55 37.00
    26.5 75 0.25 50 32.00
    26.5 70 0.24 45 27.00
    断层岩 22.0 3 0.26 18 0.10
    (15, 25] 完整岩 2.7 90 0.26 60 50.00
    断层岩 24.0 5 0.27 19 0.12
    (25, 45] 完整岩 2.8 100 0.28 55 45.00
    断层岩 25.0 5 0.28 19 0.12
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    表 6隧址区岩体地应力测试结果

    Table 6.Ground stress test results of rock mass in tunnel area

    孔号 压裂段
    深度/m
    应力值/MPa 较大水平主应力方向
    σH σh σv
    Zk2 351.20 16.02 10.10 9.31 N37.0°W
    Zk2 430.74 20.12 14.20 11.42 N20.0°W
    Zk3 662.23 19.59 13.23 17.23 N48.0°W
    Zk3 753.50 18.56 13.16 19.60 N68.0°W
    Zk3 906.45 21.41 15.04 23.58 N58.0°W
    Zk4 1113.12 25.08 18.11 28.92 N55.0°W
    Zk4 1262.49 29.54 21.98 32.80 N59.0°W
    Zk4 1324.27 32.84 22.98 34.40 N67.0°W
    Zk5 617.35 9.56 8.21 16.81 N52.0°W
    Zk5 804.62 14.33 12.85 21.90 N67.0°W
    Zk5 831.11 17.86 13.26 22.60 N75.0°W
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    表 7区域岩体地应力测试结果

    Table 7.Ground stress test results of rock mass in region

    测量地点 岩性及时代 σH/MPa σh/MPa 最大主应
    力方向
    普格荞窝 奥陶纪灰岩 6.22 4.70 N54.4°W
    冕宁泸沽 燕山期花岗岩 4.12 3.66 N59.3°W
    丹巴 海西期角闪岩 5.35 3.45 N24.2°W
    雅江 三叠纪砂岩 6.48 4.84 N56.0°W
    宝兴锅巴岩 奥陶纪大理岩 8.75 6.13 N60.7°W
    康定呷巴 三叠纪砂板岩 6.55 5.15 N85.7°W
    康定长河坝 晋宁期花岗岩 6.15 3.00 N82°W
    天全 老第三纪砂岩 4.69 3.29 N68.6°W
    雅安 老第三纪砂岩 4.13 2.50 N45.0°W
    乾宁 三叠纪砂岩 3.65 2.46 N53.4°W
    理塘 三叠纪板岩 8.50 4.55 N34.5°W
    义敦 燕山期花岗岩 4.76 1.66 N33.4°W
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  • 收稿日期:2022-05-24
  • 修回日期:2022-10-26
  • 网络出版日期:2024-01-10
  • 刊出日期:2022-11-03

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