紫坪铺水利枢纽工程地质问题研究与结果

2023-08-24 理论教育版权反馈

【摘要】：区内地层除早古生代初期地壳上升隆起而普遍缺失外,元古界至第四系皆有分布。晋宁一澄江运动使其褶皱基底岩系普遍发生变质作用并有大遍岩浆岩入侵,形成彭灌杂岩、宝兴杂岩、和牟托花岗岩体。因本区侏罗系至下第三系间为连续沉积,可见推覆主要为喜山期。

工程区所处龙门山构造带为四川东西两区的自然分界带,东邻四川盆地,西连高原。总体地势西北高、东南低。从坝区沿岷江向上游至茂县,地形大致分三级稳定的阶梯状:坝址区下游为丘陵台地区,地形起伏不大,逐渐过渡到山前倾斜平原,海拔高程在1000m以下；坝址区至上游映秀一带为中低山区,海拔高度在1000～2000m之间；映秀以北为高山区,山势陡峻,峪谷纵深,其中最高峰为九顶山,位于茂县东南,主峰海拔高度为4983m。

区内地层除早古生代初期地壳上升隆起而普遍缺失外,元古界至第四系皆有分布。元古界黄水河群为一套海底喷发火山岩建造和浅海泥页岩和碎屑岩建造。晋宁一澄江运动使其褶皱基底岩系普遍发生变质作用并有大遍岩浆岩入侵,形成彭灌杂岩、宝兴杂岩、和牟托花岗岩体。下震旦统为裂隙喷发中酸性火山岩建造,上震旦统为海相碳酸盐建造。早古生代初期地壳上升隆起,晚古生代至中生代三叠纪末下降沉积了一套海相碳酸盐岩—泥页岩建造；侏罗纪初期,地壳不断上升由海相变成陆相沉积环境,侏罗纪至第三纪沉积了一套陆相红色泥页岩、碎屑岩建造；第四纪在河谷两岸和川西平原沉积了一套冰水堆积—冲积物。

在大地构造部位上,工程区处于扬子准地台与松潘—甘孜地槽之间的构造过渡带(图3-1)。过渡带从古生代到中生代早期是中国东部以地台为主的稳定区和中国西部以地槽为主的活动区的分界。新生代以来,是中国西部强烈褶皱隆起区之一,并导致形成推覆逆掩的巨型断裂——龙门山断裂带(图3-2)。

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图3-1 工程区大地构造位置图(据国家地震局分析预报中心)

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图3-2 工程区构造纲要图(据国家地震局分析预报中心)

龙门山断裂带由龙门山山前隐伏断裂、前山断裂、中央断裂和后山断裂组成；并以这些主干断裂为边界,分别由龙门山前缘推覆构造带、前龙门山推覆构造带、后龙门山推覆和龙门山后缘推覆构造带构成巨大的“龙门山推覆构造带”。(图3-3、图3-4)

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图3-3 龙门山推覆构造划分图(据国家地震局分析预报中心)

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图3-4 龙门山构造示意图(据国家地震局分析预报中心)

(1)龙门山山前隐伏断裂。

由广元—江油潜伏断裂、绵竹—灌县隐伏断裂及彭县—大邑隐伏断裂组成。据石油管理部门资料,广元—江油—安县—绵竹—彭县,其中广元—安县—大邑—夹关为潜伏的大断裂,已有较多的钻孔资料证实,彭县—大邑段也有物探资料和第四纪拗陷陡坎等资料间接证实,北段断裂未断过侏罗系,垂直断距2～3km,水平断距5km左右,浅部倾角30°～40°,深部倾角15°～20°,断层上盘包括了同方向排列的一系列背斜构造,它们南东翼为北西—南东向的叠瓦式断层。

(2)龙门山前山断裂(安县—灌县断裂)。

北东起于陕西宁强、勉县一带,向南西经广元、江油、灌县至天全,全长约500km。由北东段的马角坝断裂、中段的灌县—江油断裂、西南段的大川—双石断裂组成。断裂总体产状N35°～45°E/NW∠50°～70°。在平面上呈左阶雁行排列,局部地段如灌县至绵竹呈右阶雁列。断裂带切割三叠系、侏罗系、白垩系地层。在灵关南大溪一带错断最新地层为晚更新世淤泥堆积和冲洪积砂砾石层。

安县—灌县断裂北西侧岩体向南东的推覆,在其东南侧形成川西前陆盆地。根据四川盆地上三叠系等厚线图,越靠近断层等厚线就越密集,并被断层切割。钻探资料显示,龙门山山前第四系底部是一个向西倾斜的斜坡。以此不难看出,安县—灌县断裂从三叠纪末至第四纪不断向南东方向逆冲,使龙门山山前的第三系、第四系地层发生构造变形,断层破碎带厚数十米至100余米。

(3)龙门山中央断裂(北川—映秀断裂)。

该断裂西南始于泸定附近,向东北延伸经盐井、映秀、北川、南坝、荣坝折入陕西境内与勉县—阳平关断裂相交,斜穿整个龙门山,长达500km。由北川—荣坝—林庵寺断裂,北川—映秀断裂和盐井—五龙断裂组成。每个断裂又由几条不同的分支组成。断裂总体产状N45°E/NW∠60°。在断裂两侧发育一系列与之平行的次级断裂,剖面上形成叠瓦构造,显示了明显的压性特征,断层破碎带宽数米至数十米。

(4)龙门山后山断裂(汶川——茂汶断裂)。

该断裂带西南端在泸定冷碛附近与近南北向的大渡河断裂相交,向北东经陇东、渔子溪、耿达、草坡、汶川、茂汶、平武、青山折入陕西境内,全长约500km,分别由青川—平武断裂,汶川—茂汶断裂和耿达—陇东断裂组成。总体产状N30°～50°E/NW∠50°～70°。断层破碎带宽几米至十几米不等。

(5)前缘推覆构造带(“低带”)。

位于山前隐伏断裂和前山主边界断裂间。本带除包括龙门山前缘的一些低山外,还包括了四川盆地川西拗陷的一部分。在南段可以见到多处老第三系断裂相切割和新第三系褶皱变形的情况,说明喜山期的强烈影响,特别是成都断陷第四系的变形影响,因此,晚更新世推覆构造带还是十分活跃的。

(6)前山推覆构造带(“中带”)。

该带位于主中央断裂与前山断裂之间。前山断裂组合较复杂,在中北段常呈断续左列雁行或密集斜列,且多处被横向断裂所切割,地表倾角60°～70°,在深部倾角变缓(4000m左右倾角为45°～10°)垂直断距5km左右,水平断距7～8km。本带包括了青林推覆体,唐王寨—仰天窝推覆体、太平推覆体、天台山飞来峰、宝—灌飞来峰群等。前山断裂由北西向南东推覆,上盘主要为古生代地层,大部分地段推覆于上三叠系须家河组地层上,中南段见上盘须家河组地层推覆于侏罗系及白垩系地层之上。因本区侏罗系至下第三系间为连续沉积,可见推覆主要为喜山期。紫坪铺枢纽工程位于本带中南段的南缘部位。

(7)龙门山后山推覆构造带(“高带”)。

该带是后山断裂和中央断裂之间的地带,地貌上处于龙门山最高部位,它包括锁江推覆构造,九顶山推覆体,五龙推覆体等。其滑动面是后山断裂,该断裂早期为张性,印支期才转为挤压逆冲性质,地表倾角65°～75°,倾向北西,垂直断距4～8km,水平断距11～16km,上盘为前震旦系、志留系地层和晋宁期火成岩体,下盘为上古生界和中生界三叠系须家河组。本推覆带比前山推覆带形成要早,它占据了现今龙门山的主脊线。

紫坪铺水利枢纽工程地质问题研究与结果

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