老江底水電站地質構造論文

時間:2022-01-08 09:26:00

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老江底水電站地質構造論文

1壩址區基本地質環境

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S34W轉向S81W,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,以上坡度變為40~50°,植被發育,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個舊組第四段(T2g4),巖性主要為中厚至厚層塊狀白云巖、鈣質白云巖、泥質白云巖、白云質灰巖、灰巖。

壩址區構造復雜,褶皺斷裂均有發育,具有復雜多樣的構造形跡。壩區構造的性質特征對該壩址的成立與否起著決定作用。本文主要根據地質測繪結合鉆探資料,對壩區復雜的地質構造作概要的分析,并評價其對壩址區工程地質條件的影響。

3壩區地質構造特征

3.1總體特征

老江底水電站壩區大地構造位置處于揚子準地臺黔北臺隆六盤水斷陷普安旋鈕構造變形區南東側邊緣與北東向構造變形區交界部位,構造運動強烈,具有復雜多樣的構造形跡。

壩區所在處的主體構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,所產生的地層效應總體是地層缺失,使得部分褶皺形態不再完整。區內還發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。特別是區內后期又疊加了北西向構造,使構造輪廓更趨復雜,但基本上沒有改變區內主體構造格局為北東-南西向構造的特征。

在北東向褶皺中,背斜一般較緊閉,而向斜則比較寬緩。區內規模最大的褶皺為岔江向斜,壩區位于向斜南東翼。在壩區附近發育老江底向斜,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折端附近。

受大的褶皺構造作用的影響,同時也因為位于老江底壓扭斷層的上盤,受斷層構造作用影響強烈,在老江底向斜內部,特別是靠近轉折端的部位,還發育有更次級的小褶皺,在壩區表現很明顯。后期又受到構造作用,形成北西向的構造形跡,使得北東向褶皺形態又進一步發生改變,北西向和北東向構造的疊加導致地質露頭復雜多樣的構造形跡和多變的巖層產狀。下面分別從斷層、褶皺兩個方面分析壩區的地質構造特征。

3.2斷層

在壩區附近,具有一定規模的斷層發育兩條,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,往南西方向經白碗窯,過老江底進入研究區并繼續往南西方向延伸,全長數十公里。總體走向北東50°,傾向北西,傾角25~50°。

在壩區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。其性質表現為:上盤為三疊系中統個舊組(T2g)白云巖、灰巖,下盤為二疊系龍潭組(P2L)砂巖、粉砂巖、泥巖夾煤層。斷層致使區內缺失二疊系上統長興大隆組以及三疊系下統飛仙關和永寧鎮組地層,缺失地層總厚度1400~2500m,因此,斷層規模較大。斷層破碎帶寬5~20m,多數具棱角狀的白云巖、砂巖,角礫經鈣質、鐵質膠結成斷層角礫巖,膠結較緊密,正斷層特征十分明顯。

根據地表地質測繪結合壩區坑槽探、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.龍潭組第二段

在吳家灣村西側公路開挖面(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出向斜褶皺牽引,在斷層破碎帶中,已被鈣質、鐵質膠結成巖的角礫巖又被分割成透鏡狀的角礫,并發育一組陡傾角具壓剪性質的次級裂隙,這些現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高地南側后直至交于老江底斷層。由于露頭不好,二者交切關系不明,但從地層錯動情況分析,F13斷層應在老江底斷層之前形成。

F13斷層在壩區的出露長度為2.56公里,表現為北西走向,傾向南西,傾角較陡,為65~75°。

斷層下盤為中三疊統個舊組第二段薄至中厚層白云巖、泥質白云巖,上盤為個舊組第四段中厚至厚層白云巖類中薄層灰巖泥質的云巖。斷層上盤表現為下滑,為正斷層性質。

斷層形成的時期,推測其與北東向構造大體同時形成,即燕山運動時期。

3.3褶皺

由于曾遭受北東向和北西向構造的作用,因此區內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、灰巖中見到一些層間小揉皺。

3.3.1北東向褶皺

前已述及,電站壩區在區域構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。

除了區域上的由地層的展布表現出的高級別褶皺外,還有由地層產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)區段,表現為一背兩向,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,宏觀上似乎看不出有北西向褶皺的存在,然而卻有兩個現象值得注意,其一為細分地層的出露和地層產狀的變化;其二為河谷近底部發育小褶皺。例如,在壩址左岸,巖層產狀的變化明顯表現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)表現為多個類似的寬緩背、向斜構造。正是這組北西走向的褶皺構造疊加在北東向構造之上,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—中薄層灰巖、白云巖表現出復雜的褶皺形態,測量真褶皺軸,一組走向北東,另一組走向北西,復雜形態正是疊加改造的結果,在遠離疊加地段的上游地段,褶皺形態相對較簡單。

3.4構造變形序列

根據地質體的展布和構造形跡之間的交切關系,可將老江底水電站壩區構造變形分為五期:

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主要發生在燕山運動時期,D5為喜山運動時期。

4壩區構造對工程地質條件影響評價

①老江底斷層:據上述斷層特征分析,該斷層破碎帶寬5~20m,破碎帶中多數具棱角狀的白云巖、砂巖,角礫經鈣質、鐵質膠結成斷層角礫巖,膠結較緊密。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,為老構造,對壩區的穩定影響不大。

②F13斷層:該斷層位于壩址上游,規模較小,推測形成于燕山運動時期,無近期活動跡象,為老構造,對壩區的穩定影響不大。

5結語

老江底水電站壩區構造雖較復雜,但均為老構造,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.黃河大柳樹壩區地質構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:老江底水電站壩區位于黃泥河中下游,壩區地質構造復雜,具有復雜多樣的構造形跡。經勘察論證,其構造的性質特征已基本查明。文章主要根據地質測繪對壩區復雜的地質構造作概要的分析,并評價其對壩址區工程地質條件的影響。

關鍵詞:工程地質學;壩區;地質構造;老江底水電站