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1、区域稳定工程地质学论文 标题 千岛湖地区区域稳定分析评价 学生姓名 李 益 指导教师 赵红亮 学 院 土木工程与力学学院 专 业 地质工程 年 级 2008级二零一一年五月摘要千岛湖是浙江省最大的湖区,是浙江省最主要的旅游目的地之一,千岛湖的形成正是由于新安江水电站的新建。近年来随着游客数量的不断攀升,千岛湖地区开始新建相应的配套设施。根据工程建设的需要,分析千岛湖地区的区域稳定性和新安江水电站的区域稳定性,以了解该区域的稳定性以及为工程建设提供参考及注意事项。通过分析研究千岛湖地区的区域断裂构造、岩土体特征、构造体系(包括重力场)以及地震活动影响等主要评价因素,对千岛湖地区区域地壳稳定性进行

2、评价。千岛湖地区是一个区域稳定区,该区域活断层虽有分布但不足以影响工程安全运营。该地区也是地震的少发带,具有地震频率少,烈度小的特征,地震烈度不超过度,一般建筑物不需要设防。故在进行一般工程建设时不需考虑地壳稳定性,但需注意滑坡和泥石流灾害。因而千岛湖地区是良好工程建设场所,新安江水电站不会受到断裂及地震的危害。关键词:区域稳定性;断裂构造;地震;工程建设;新安江水电站;千岛湖目录1. 前言 42. 地形地貌条件 53. 断裂构造分析 73.1江山-绍兴深断裂 93.2马金-乌镇深断裂 113.3球川-萧山深断裂 113.4下庄-石柱村大断裂 133.5昌化-普陀大断裂 133.6衢州-天台大

3、断裂 133.7孝丰-三门湾大断裂 143.8衢州-苍南大断裂 153.9湖州-临安大断裂 153. 10淳安-温州大断裂 153. 11长兴-奉化大断裂 164. 区域岩土体特征 165. 区域构造体系 186. 区域地震分析 206.1地震分布及其与活动构造的关系 216.2浙江及邻近地区地震对千岛湖地区的影响 227. 稳定性评价 258. 结论 26参考文献 27 1.前言千岛湖(新安江水库)位于钱塘江上游新安江主流上,是为建设新安江水电站而造成的大型水库,也是杭州市面积最大的水体。建库前,新安江从安徽屯溪方向进入淳安盆地,与东来的东溪港、进贤溪及南来的遂安港会合,至港口,出铜官峡。在

4、铜官峡上游,新安江曲折奔流于群山之间,由于河床坡降很大,江水落差节节增加,从屯溪到铜官峡200公里之间,天然落差达100米。库区构造线呈北东向,有马金复背斜轴线、印渚埠开化等断裂通过,山脊线与区域构造线方向一致。库区地貌多为侵蚀剥蚀低山丘陵、喀斯特丘陵,少部分为河谷平原。库底与库床绝大部分为古生界致密不透水岩层,少部分为半致密或粘结的不透水与微透水岩层,局部有不透水的岩浆岩侵入体,它们的出露标高均大于设计回水标高。库区水土保持良好,历年平均含沙量仅0.248公斤立方米,冲积和淤积都不严重。水库大坝坝址铜官峡。铜官峡全长800米,两岸标高海拔各300米,峡谷河床标高海拔2022米,下部陡峻,坡角

5、3040,峡谷枯水期宽约180米。左岸岩性为唐家坞石英砂岩(S3t),右岸为西湖组石英砂岩(D3x),河床大部分为唐家坞砂岩,抗压强度可达150X106牛顿米2,摩擦系数0.60,河底无风化层,河床也无多大的断裂破裂带。水库大坝设计高度105米(海拔115米),于1957年破土动工,1959年9月水库建成开始蓄水。水库面积为580平方公里,总库容216.26亿立方米,有效库容102.66亿立方米。在正常高水位海拔108米时(黄海),库容178.4亿立方米。控制的流域面积约10442平方公里。图 1 千岛湖地区位置图本世纪以前浙江省对千岛湖地区进行过大量的地质工作,但区域地壳稳定性方面的工作很少

6、。在经历了改革开放30多年的工业化飞跃发展后,地质作用即区域过程中人类活动对地壳的稳定性产生了一定的影响,如山丘区崩塌、滑坡、泥石流等各种地质灾害经常发生。开展千岛湖区域地壳稳定性研究对千岛湖以后的发展起着非常重要的作用。本文结合千岛湖地区目前的地质情况,通过大量的资料的整理,得出地形地貌、断裂构造、岩土体特征、区域构造体系、区域构造应力场及地震等几个方面的稳定性评价依据,并提出相关的建议。为千岛湖及周边地区(杭州地区)城市发展和其他人类工程活动提供必要的支持和参考,为为千岛湖及周边地区(杭州地区)经济发展中长期规划及制定防灾减灾对策提供基础资料与决策依据。2.地形地貌条件千岛湖地区属浙西山地

7、丘陵区,由中低山、丘陵、小盆地、谷底组成。地势呈四周高、中间低,由西向东倾斜,形成四周中低山逐渐向中部丘陵区过渡的地貌形态。古生界前,千岛湖地区地处古海洋中。中生界印支造山运动晚期才逐渐隆起,为全区域的地貌轮廓奠定了基础。经燕山运动和喜马拉雅造山运动后,受长期外力侵蚀作用和差异性的升隆运动,经火山喷发、岩浆侵入、断裂活动及外营力的风化、剥蚀、夷平,形成该区域以低山丘陵为主的地貌。山地、盆地呈梯级多层地形展布。河谷下游低丘盆地区,侵蚀、基座阶地发育,在河谷、盆地中广泛堆积着河流冲积、洪积、湖积层,谷坡两岸残积层、坡积层发育。新安江水库形成以后,108米高程以下的河谷、低丘陵成了水面,低山地貌更为

8、突出。地貌类型以剥蚀型山地地貌为主,堆积地貌、人工湖地貌次之。构造剥蚀型山地地貌:地质构造由北东向线状紧密型褶皱和断裂带组成。区域内白际山、千里岗和昱岭等主要山脉均在该褶皱带范围内。 构造侵蚀型中低山地貌:主要分布在区域内新安江河谷南北两侧的千里岗北坡和白际山、昱岭南坡,海拔标高介于2001250米之间,面积约3800平方公里。具有受流水强烈侵蚀切割,地表零乱破碎的地貌特征。其山脉、丘陵呈东北西南走向,为众多溪、沟所分割,山体及丘陵成扇形和翅状。水系呈树枝状分布。溪、沟主流流向与主河道呈锐角相接。受不同时期侵蚀作用强弱的影响,山地夷平面海拔高程大体分为12501000米、950850米、750

9、650米、550450米四级。山坡以阶梯状逐级向下倾斜。山体外形多呈条带状、弯曲状或马鞍形;丘陵地貌多呈馒头形、舌状。 构造侵蚀、溶蚀型山地地貌:主要呈北东南西向分布于淡竹、金竹牌、桂花岛、高峰、兰玉坪、玳瑁岭、西山坪、白马、桐岭、半源、还水村、姥山、中坑村一带,宽约0.53公里的可溶性石灰岩地区。地貌形态具有侵蚀、溶蚀性特征,显示隆起的峰丛中低山和岩溶状丘陵地貌。溶蚀地貌以赋溪石林最为典型,群峰壁立,千嶂叠翠,悬石危岩,奇险纷呈,石峰、石笋等岩溶甚为发育,颇具观赏价值。在玳瑁岭、仙姑洞、白马等处,有溶洞、漏斗、地下河、盲谷等分布。 山间河谷侵蚀堆积地貌:广泛分布于区域内新安江河谷及其主要支流

10、武强溪、进贤溪、风林港、云源港等地。以基座型阶地为主,堆积阶地次之。厚度一般在15米以内。堆积阶地及高漫滩二元结构明显,一般有12级阶地,顺河谷两岸分布。山间河谷阶地宽度在50200米左右,少数可达500米,长度不等。河谷坡脚常有洪积冲积、洪积坡积群分布。在基岩谷坡陡处或上覆松散堆积物处常形成崩塌和滑坡。 人工湖地貌:1959年新安江水库蓄水后,区域内海拔108米以下的低丘、谷底、沟汊被淹,形成面积为573平方公里的人工湖泊,即千岛湖(新安江水库)。人工湖蓄水量178亿立方米,水质明净,水色晶莹,水温相对稳定。湖周港汊密布,湖岸线曲折多变,以任何角度都难以见到水源尽端。湖中岛屿1078个,大小

11、不等,形态各异。湖内舟楫往来穿梭,航线辐射东南西北。绵延百里、美丽壮观的千岛湖,被列为国家AAAAA级风景名胜旅游区。 3.断裂构造分析断裂活动作为地史阶段中各种构造运动的一个重要组成部分,并对地壳组成物质的形成与改造起着一定的控制作用。从千岛湖地区地质构造特征来看,地槽、地台、陆缘活动三大发展阶段的地壳组构不同,断裂发育程度及断裂性质有着显著的差别。地槽阶段的神功期、晋宁期以及加里东期,地壳活动性很大、固结程度低,故变形以褶皱为主,断裂一般很不发育。地台阶段,千岛湖地区处于相对平静阶段,以振荡性升降为主的构造运动,没有产生新的大断裂,只是沿着早期断裂产生滑动,这些断裂起着控制三、四级构造单元

12、边界和控制沉积的作用,通常称为“同沉积断裂”。陆缘活动阶段,该区固结程度较低,因而印支运动仍以线型褶皱为主,直到燕山期才有平行北东褶皱轴向的断裂及断陷盆地发育。由于陆缘活动阶段断裂十分发育,应力强度近于分散,因此,除燕山晚期及喜马拉雅期有部分断裂可能切割到下地壳外,其余绝大多数断裂此时的活动规模不大,切割较浅。根据断裂的规模及波及深度,大致可划分为深断裂、大断裂和一般断裂等三个等级,其中深断裂系指规模大,穿越硅铝层达硅镁层的断裂。这一类断裂,对沉积和岩浆活动有直接的控制作用,地球物理场有较明显的反映,卫星照片上的线性特征也有显示,其形成历史悠久,延续时间长,反复活动多次,在较新的地层中常由一系

13、列相互平行、规模不等的断裂系组成断裂带,其宽度3-40km。属于这一断裂全区域及周边(浙江省)共有4条。大断裂系指规模较大、深度抵达康氏面但未穿越的断裂,在某个地质历史时期对沉积作用和岩浆活动曾起一定控制作用,地球物理场有一定的反映,通常是三、四级构造单元的分界,地表也常由一系列相互平行的断裂组成宽2-20km之余的断裂带,这一类断裂共有14条。一般断裂绝大部分均为中生代所形成,其规模都比较小,影响深度也较小。中生代以来,千岛湖地区不仅有垂直升降的断块运动,而且有水平挤压运动。燕山中晚期产生许多推覆体,例如川埠-青砚岭逆掩断裂是典型例子。该断裂东北起江苏省川埠附近,向南延伸心如浙江省长兴温塘盆

14、地,是一条规模较大的自北西向南东推覆的逆掩断裂,不仅造成唐家坞组逆掩在龙潭组和中侏罗统之上,而且使槐花砧-煤山向斜的西北翼发生倒转。(如图2) 图2 长兴县温塘盆地槐花砧-煤山向斜构造剖面图3.1.江山-绍兴深断裂大致沿浙赣线是北东向展布,向南西延伸于江西省萍乡-广丰深断裂连接,北东经江山穿越金衢盆地,贴靠金华大山南缘直抵绍兴富盛,继续北上潜越杭州湾,浙江省内出露长度约为280km。该断裂系由许多规模不等的断裂组成地表断裂带,断层面倾向南东或北西,以倾向北西德居多,倾角在45-880之间。断裂形迹十分明显,沿着断层带岩层破碎、挤压牵引频频见及,在金华大山南麓水口村等地的岩石见动力变质的残积物,

15、诸暨涅浦东南双溪坞群有宽3-6km的糜棱岩;由石角至富盛沿着断裂带继续出露断裂型混合石英闪长岩、混合花岗岩和糜棱岩,同时沿断裂带尚有超基性、酸性的侵入岩分布。在这一段断裂带中所采的构造岩经镜下观察,有碎裂、糜棱岩或超糜棱岩;由于受动力作用,岩石中的长石、石英等矿物被粉碎为糜棱物质,或塑性变形、圆粒化、重结晶、波状消光明显,矿物重新组合排列。该断裂在不同地质历史时期有着不同的表现,断裂产生于神功期,沿断裂带形成绿片岩相变质、断裂型混合岩及混合石英闪长岩,同时伴有超基性、酸性岩浆活动。随后,又产生了强烈的糜棱化,表现先压后剪的巨大应力作用。晋宁期,断裂有一次活动,早期糜棱岩再次蚀变,岩石中放射性元

16、素逸散,同位素年龄资料表明,断裂带在晋宁期确有热事件的存在。据岩相古地理分析,在早古生代,江山-绍兴深断裂带北缘,尚未出现海盆边缘相沉积,海陆界限越过江山-绍兴深断裂南侧,由此可见,此一时期,该断裂活动可能比较微弱,对于沉积不起控制作用。加里东运动后,浙东南与浙西北形成统一的地台,但浙东南发生强烈的变质作用,浙江全境褶皱隆起,然而就在该断裂带及东南侧边缘,沉积了上三叠统乌灶组,印支期侵入岩也均沿着该断裂带发育。燕山期间,断裂再次强烈活动,又产生了一系列压剪和剪性断裂,但断断续续,衔接性差,它们与晋宁期前的构造线有微小的交角。燕山晚期,沿该断裂发育出了白垩纪盆地,断裂带北侧强烈沉陷,显示了“同沉

17、积断裂”的活动。燕山末期,该断裂又出现了自南东向北西的推覆,致使在诸暨璜山至绍兴一带双溪坞群变质岩逆掩到上侏罗统火山岩之上。布伽重力场显示,自义乌往南至江山一段,为密集的梯度带。航磁的正高磁异常,呈串珠状东西向排列;而东北段没有显示。磁场反映了断裂的西北侧为平静的磁场区,东南侧正负异常跳动剧烈,轴轴向杂乱。卫星照片上线性特征明显,呈“S”型,基本上与地表断裂排列组合相吻合。图3 浙江省主要断裂构造图3.2.马金-乌镇深断裂马金-乌镇深断裂呈北东向斜贯浙江西部地区,南段与下庄-石柱村大断裂会合后,继续西延伸江西省境内,往东经临安城区东侧后即被第四系掩盖。据航磁反映,余姚至乌镇一带,北东向带状正负

18、异常交接分明,表明该断裂仍继续往北东向延伸至乌镇,浙江省内长达300km以上,其中出露地表长约180km。地表由数条平行的北东向断裂组成的断裂带,宽3-5km,岩石破碎强烈,沿断裂带有酸性岩体侵入,局部见有玄武岩。断裂性质为压性及张性兼有,断面多倾向南东,倾角70o左右。该断裂形成于元古代,上墅期其西北侧为海相复理式建造,东南侧为岛弧或陆相火山岩建造。震旦纪和早古生代,该断裂对沉积控制更为明显,其西北侧为陆棚到海相沉积;东南侧为地台斜坡沉积。晚古生代恰为相反,沉降与沉积中心由西北转向东南一侧。印支运动断裂又剧烈活动,其东南侧强烈抬升,西北侧相对断陷沉降,形成了金子尖,麻车阜等构造盆地,沉积了厚

19、达1500m的中侏罗统陆相磨拉石含煤碎屑岩。鲁村-麻车阜复式向斜的东南翼和龙门村-印渚阜复式背斜的北翼均遭该断裂的破坏而保存不全。布伽重力图上,该断裂表现为密集的北东向梯度带。3.3.球川-萧山深断裂该断裂自球川经建德至萧山,西南延至江西省境内。在萧山以北被第四系掩盖,萧山-平湖一线为北东向正磁场交接线,故推测该断裂仍继续北延经平湖进入上海,浙江省内长度约为350km。地表系有一系列平行的断层组成宽约1km的的断裂带,多为逆冲断裂,断面倾向北西,倾角65o左右,为古生代地层逆冲在晚侏罗世地层之上。沿断裂带有基性和酸性岩脉侵入。该断裂形成于晚元古代,对震旦纪及早古生代沉积都有直接控制。上志留统唐

20、家坞组至今尚未发现在断裂的东南侧出露,晚古生代地层在东南侧出露也较零星,厚度小,而西北侧分布广,厚度大。表一 千岛湖及其周边区域主要断裂一览表编号断裂名称走向(度)倾向倾角(度)性质规模(km)主要特征1江山-绍兴断裂40-60北西45-88逆断300是扬子地台与华夏古陆的地质分界线。晚第三纪建沂裂两侧高差悬殊,沿断裂有喜山期超基性岩侵入和晚第三纪玄武岩喷发,未见第四纪活动证据。2马金-乌镇活动断裂40-50南东70逆断350孝丰一三门湾断裂以北的东段,第四季等厚线与断裂平行,早中更新世(Q1-2)断裂有过活动,昌化一普陀断裂与孝丰一三门湾裂间晚更新世(Q3)有过活动,昌化-普陀断裂以南为前第

21、四纪断裂。沿断裂有5 级左右地震发生。3球川-萧山活动断裂50北西65正断400萧山以北据浅层地震勘探揭示晚更新世(Q3)晚期断裂有过活动。萧山以南断裂控制钱塘江河谷发育,并控制第四系地层发育。断裂活动年代为晚更新世(Q3)晚期。沿断裂有4.0-4.8级地震发生。4下庄-石柱村活动断裂40-50北西70逆断200断裂西段为山区与盆地界线,东段对第四系沉积物有控制,第四系北厚而南薄。历史上沿断裂曾发生过4.75 级地震。测年证明断裂为晚更新世(Q3)活动断裂。5昌化-普陀活动断裂东西北70-80逆断走滑200在地貌上为浙北沉降区与浙南山区的分界,杭州附近沿断裂所做的浅层人工地震测线反映该断裂断错

22、了上更新统(Q3)中上部地层,为晚更新世(Q3)活动断裂。6衢州-天台断裂东西北陡正断约250控制第四纪盆地发育,为早中更新世(Q1-2)有过活动的断裂。7孝丰-三门湾活动断裂290-310北东60正断约250断裂使富春江河道发生直角转折形成反“之”字,并控制了支流浦阳江河道分布,又是杭嘉湖平原与浙西山区分界,有5级左右地震发生,浅层人工地震测线反映该断裂断错了上更新统(Q3)中上部地层, 热释光测年证明该断裂最后活动年代为晚更新世(Q3)晚期。8衢州-苍南断层32060-85走滑约200在卫星影像上线性构造明显, 地貌上表现为深切断层谷地。常山港江山港在断裂处汇流在街江断裂两侧, 差异活动较

23、明显, 为早中更新世(Q2)有过活动的断裂9湖州-临安活动断裂25-30南东80逆冲170属杭嘉湖平原与浙西山区的地质界限,断裂西侧为莫干山等高山,东侧为丘陵向平原过度带,并控制了临安盆地西侧,沿断裂带所采集的断层泥热释光测年证明断裂在晚更新世(Q3)中晚期有过较强活动。沿断裂带有4-4.5级地震发生。10淳安-温州断裂310-320走滑约300地貌上断层崖构成几十公里断层谷, 控制欧江水系北西向发育。喜山期超基性岩被断裂断错并有左旋走滑特征,测年证明该断裂在中更新世(Q2)有过活动。11长兴-奉化活动断裂315北东75约275杭州湾西北断裂作为低山与残丘平原的分界线,并控制同走向第四纪小型盆

24、地,沿断裂带热释光测年证明晚更新世(Q3)中晚期有较强烈活动,为晚更新世(Q3)活动断裂3.4.下庄-石柱村大断裂位于浙西开化县之北与皖赣交界处,是苏庄台与钱塘台褶皱带分界。该断裂呈向南东突出的弧形,走向北东东-北东-北东东,中段与马金-乌镇深断裂合并,断裂于加里东早期业已萌生,对早古生代地层的沉积具有一定的控制作用。断裂东侧荷塘组厚200-300m,而西侧厚度增至500m,早寒武世大陈岭期-晚奥陶世的沉积中心长期稳定于东侧,沉积厚度为东大西小。加里东运动之后,断裂再次活动,西侧依然保持上升隆起状态,下古生界被剥蚀殆尽,暴露出古老的元古界基底;东侧沉降,下古生界得以保存。地表见宽40m左右的破

25、碎带,强烈片理化、硅化,石英脉大量填充,并有矿化现象。晚近期活动也造成了地貌上的悬殊高差,西侧高峰耸立,而东侧相对平坦。3.5 昌化-普陀大断裂昌化-普陀大断裂横跨浙江北部,往西延入安徽,与休宁-顺溪断裂交会,往东经临安,过杭州之南后略偏转南东东,杭州以东至上虞一段被第四系掩盖,在余姚-宁波一线之北又复出露。据物探及地震资料,此断裂可能延至普陀。该断裂是由许多平行排列的断裂组合的宽约20km的断裂带。这些平行排列的断裂,断面以北倾为主,倾角70-80o。由于该断裂的影响,两侧的构造形态不尽相同,南侧北东向紧密线型褶皱构造排列井然有序,而北侧同时发育线型及短轴状褶皱。断裂北侧相对向东推移,故褶皱

26、构造及地层拖拽现象十分明显。东段直接控制柯桥,姚江谷地及顺母的东西向白垩纪盆地的形成。燕山期,沿断裂带发育了断裂型的澥浦混合花岗岩及变质岩。断裂在燕山期活动相当强烈,但断裂形成的时代下限目前难以确定,根据古中生代大体以该东西向构造带作为扬子准地台两个地层古生物区的分界及大衢山陈蔡群变质岩呈东西向褶皱分析,该断裂似应形成于晋宁运动晚期。3.6.衢州-天台大断裂该断裂西起常山之北,通过金衢盆地中南部,至永康象珠转向北东东,而后再度沿东西向延伸至天台,长约250km,总体为东西向。航磁为东西向正异常带,呈雁行排列。布伽重力显示密集的梯度带,西段较宽,约为20km,东段较窄,约为2km。露头区可见破碎

27、带宽600m。断裂切割古生代 、晚侏罗世及白垩纪地层。断裂形迹清晰,挤压透镜体和密集的劈理带发育,燕山晚期仍有强烈活动,与北东向构造联合控制金衢盆地地方岩组和金华岩组的沉积。喜马拉雅期,沿该断裂带发育了一系列超基性岩筒,东段尚有玄武岩喷溢。 图4 千岛湖及周边区域深大断层分布图3.7.孝丰-三门湾大断裂该断裂由安吉障吴往南经临浦、嵊县盆地,到宁海以北伸入三门湾,走向290-310o,全长约250km。航磁反映为北西向强正异常带,卫星照片和地貌也有分段显示。该断裂明显地切错了北东、北北东向的构造线,两侧与不同时代地层接触,在港口和四明山一带更为显著。西北段主断裂东北侧,北西向断裂十分发育。这些断

28、裂带控制了铁、多金属、萤石等矿床。东南段发育在上侏罗统和白垩系中,地表断裂连续延伸较长,破碎带中的擦痕和劈理显示右行张剪断裂。新昌、嵊州一带上新世玄武岩的喷出活动,主要是受本断裂和北北东向断裂的共同控制,沿断裂还有许多基性岩脉侵入。断裂可能形成于燕山早期,于燕山晚期和喜马拉雅期都有强烈的活动。3.8.衢州-苍南大断裂该断裂西起衢州之北,被江山-绍兴深断裂截切后,又经松阳、平阳延入东海海域,长约200km。走向约320o,断面倾向不定,倾角60-85o。断裂破碎带宽40m,为一系列的挤压透镜体、劈理、糜棱岩等发育,局部擦痕显示左旋扭动,沿断裂带填充的岩脉早再度破碎。布伽重力为密集的梯度带,是莫霍

29、面南深北浅的转换地段。松阳盆地白垩系的沉积受其控制。该断裂形成于燕山中晚期,白垩纪后期活动较为强烈。3.9.湖州-临安大断裂断裂位于浙西北,西南段被东西向断裂截切,往北东蜿蜒曲折延至太湖,长度大于70km,总体走向北东,断面倾向南东,倾角80o。航磁为异常与正异常的分界。断裂形成于燕山早期,燕山晚期曾多次活动,它切错古生界组成的学川-白水湾复背斜,造成东翼的大部缺失。沿断裂地带有多处酸性、基性岩脉侵入。中段有宽5-10m,长达5km左右的花岗斑岩脉侵入,并并遭破碎再充填了石英脉。3.10.淳安-温州大断裂该断裂横贯浙江中部,呈310-320o方向延伸,西北起自淳安洪家附近,往南东经兰溪、金华至

30、温州,长约300km。航磁异常图上,该大断裂东南段反映为负异常背景上的正高异常点呈北西向串珠状排列;西北段呈现正负异常截然分界。卫星照片显示断续的线性影像。建德市白沙一带和金衢盆地内见一组北西向断裂断续分布,断断面常具有追踪现象,断裂中有石英脉、花岗斑岩充填。该大断裂形成于燕山期,断裂性质曾多次转化。3.11.长兴-奉化大断裂该大断裂北起长兴煤山,往南东经临平、上虞、奉化而潜入象山港,全长约为275km。地表因大部分被第四系掩盖,断裂型迹不明显,据航磁资料,沿着断裂带北西向短轴状正高异常呈串珠状排列,北东向的正异常带接近本断裂时即告中断或部分转向北西。该断裂西南侧有早古生代地层出露,东北侧早古

31、生代地层被掩埋在第四系之下,故应属于东北盘下降的正断层,发育时期较新。 4.区域岩土体特征千岛湖地区在地质历史中,经历了地槽-地台-陆缘三大发展阶段,形成了相应的构造系列。该地区属于江南地层区,属于扬子准地台。该区域的元古界,呈北东东或北东向分布,出露范围较小,其中前震旦系分别属于地槽型细碧岩-角斑岩、安山岩-流纹岩、复理石等建造以及陆相火山岩建造。震旦系为准地台型碎屑岩、冰成岩、碳酸盐建造。下古生界为非稳定地台沉积,寒武系为碳酸盐建造;奥陶系主要为含硅、钙质泥建造,为单一笔石或笔石、介壳混生相;志留系为碎屑岩建造;但缺失泥盆统;石炭系为滨海-滨海沼泽相碎屑岩和浅海陆棚相碳酸盐建造;二叠系为浅

32、海-三角洲相的碳酸盐和含煤碎屑岩建造;下三叠统为浅海相碳酸盐建造。影响岩土体稳定性的主要因素有岩、土体的结构、岩性组合及岩石力学性质等。千岛湖地区出露的岩体主要为火山岩、侵入岩及潜火山岩。根据裸露基岩和钻孔揭示情况,区内岩体以整体块状或厚层状者居多,除沿断裂带发育有裂隙和破碎带,一般岩体很少破碎,经取样分析岩石单轴极限抗压强度95230 MPa。当岩石受蚀变后,力学性能则大大降低,一般单轴抗压强度为749895 MPa。 表二 千岛湖地区土体工程地质表千岛湖地区土体成因类型多样,结构复杂,物理力学性质(指标)差异较大。山麓沟谷区土体主要由全新统洪积、冲洪积、上更新统洪积、中更新统洪坡积层砂土、

33、粉土、粉质粘土、砂砾卵石、碎砾石夹粘土等组成,一般层厚520 m,最大厚度达40 m左右,土体分选性差,承载强度130600 kPa,差异变化较大。平原区土体可划分为6种基本类型,22个工程地质单元土体(层),其划分类型如表1,上部一般为软基土,下部为硬基土。从总体来看,千岛湖地区的岩土体等介质条件差异变化大。 5.区域构造体系 国家地震局于1979,通过地震测深对中国东部地区深部构造进行研究,发现在千岛湖南缘有一条北东-南西向测线。该测线由江西省赣州市开始,经永玉山,过浙江省常山、衢州上方、建德石屏、富阳到杭州,全长620km。由于测线通过浙西扬子准地台钱塘地台褶带,测线和构造线平行,因而其

34、成果仅能反映千岛湖地区地壳结构的粗略变化情况。地震测深结果,千岛湖地区地壳具多层结构,地壳结构模式如表三: 表三 千岛湖地区地壳分层结构表由表中可知,该区域地壳平均速度为6.220.05km/s,上地幔波速(纵波)为32.50.06km/s。第二层与第三层之间为康氏面;第三层地面为莫霍面。地壳平均厚度为32.51.2km。中、新生界平均厚度仅1.56km。图5 千岛湖地区莫霍面及深部构造分区略图据莫霍面等深线图及浙江省不伽重力图资料,深部构造可分为两个区:昌化-长兴幔凹以及开化-桐庐幔隆。昌化-长兴幔凹位于浙江省西北部,呈北东-南西向条带状展布。布伽重力异常图上,北部为正异常区,往南渐变为负异

35、常,显示莫霍面向西、向南倾斜的特征。北部太湖沿岸和长兴地区,地壳不足30km。往南逐渐增厚到31km以上。随着地壳的增厚,地形也逐渐升高,南部北东走向的天目山和白际山,海拔均在1000m以上。浙北安吉-长兴一带大片分布的中、新生代盆地与印支运动以来地幔上隆有一定的关联。开化-桐庐幔隆其范围相当于华埠-新登陷褶带东部以及整个常山-诸暨拱褶带。区内为低山丘陵区,有众多的中生代构造盆地如新登盆地、寿昌-龙门盆地、金华-衢州盆地、浦江盆地等。该区重力不伽异常在零值线左右;航磁场特征为宽展型北东向正负磁异常条带。莫霍面等埋深线为一连串向南西突出的弧形曲线,愈向西南,曲率越高,曲率越高,总体形成向南西倾状

36、的鼻状隆起,地壳厚度为30-31km。在布伽重力异常图上,密集的不伽异常等值线显示了不伽异常陡变带的存在。这些重力不伽异常梯度带出现在正、负异常变换处,与地壳起伏变化的深部构造转折相对应,也往往也深断裂带的位置相一致。按区域不伽重力异常资料,结合区域航磁异常特征,大体可以分为马金-乌镇、江山-绍兴等深部构造变异带。这些变异带亦是深部构造分区的界线。马金-乌镇深部构造变异带分布于昌化-长兴幔凹和开化-桐庐幔凹之间,在北部则为嘉兴-余姚幔隆与昌化-长兴幔凹分界线,不伽重力异常梯度带不很明显。但是,莫霍面等深线在变异带附近有明显的弧形偏转,开化-桐庐鼻状幔隆区内为往南西突出的弧形,而在昌化-长兴幔凹

37、内急剧的转成往北东方向突出的弧形,表示异常带内有深部构造变化存在。另外,区域航磁反映该带为正负异常变换地带。该带相当于马金-乌镇断裂。江山-绍兴深部构造变异带分布于开化-桐庐幔隆和龙泉-嵊州幔凹之间,西部主要为不伽重力异常区,为深部构造分区的转折端。沿该带有较为密集的不伽重力异常等值线,尤其在西南端,成为异常梯度带。江山-绍兴深断裂与该深部构造变异带有关。6.区域地震分析 千岛湖地区是一个地质构造相对稳定的地区,新构造运动及其现今活动性较弱,其地震活动水平低,频度小,强度弱,属“弱震少震”区。但在千岛湖地区邻近地区如南黄海、台湾海域等,地震频度高、强度大,这些地震对千岛湖地区虽不会有直接的破坏

38、作用,但时有波及作用,导致对生产、生活的影响。6.1.地震分布及其与活动构造的关系从历史至1998年,千岛湖地区及所属的浙江省境内共发生破坏性地震14次,最大震级Ms=5.5级(1574年,庆元)。地震活动图像的特点是疏散而有序, 在总体地震频度低、强度弱的水平下, 形成北强南弱、海强陆弱的基本特征。总体来看,北纬30以北和北纬28以南地区、舟山群岛及其附近地区较为集中。具体来看,千岛湖地区及所属的浙江省的地震多分布在北西向构造带上和新华厦构造与区域性东西向构造交汇处,海上则多集中在北西向和北东向两构造带交汇处的嵊泗列岛、舟山群岛及东海海域上。图6是浙江省1970年以来Ms3的地震分布状况及邻

39、近地区1989年以来Ms4的地震分布状况,其中1989年后浙江省(包括东海地区) 发生了5次地震, 震级最小为3.4级,最大为4.5级,如图7。 浙江地震空间分布与大区域地震活动和地震构造背景是一致的,这与新构造期的应力场有关。浙江省的新构造期的应力场基本上继承了从中生代末期出现的北西西南东东向的挤压。由于区域边界条件不同,加上地质块体的物性差异,在总的构造应力场的作用下,仍存在着局部的差异。北部以近东西向的挤压为主,南部则以北西西南东东向的挤压为主。因北,地震在北部以东西向构造带为主,南部以北西西向的构造带为主。1998年8月17日嵊州的4.2级地震就发生在北西向构造和区域性北东向构造的交叉

40、点;而1574 年庆元发生的5.5级地震即有史以来浙江省内最大的地震也位于北西向构造带上。这些地震都是构造地震。但1994年9月7日的宁波皎口地震(4.3级)是水库地震。此类地震的特征是震级小,烈度大,造成的危害较严重,需多加注意。图6 浙江省与邻近地区地震构造及震中分布图6.2.浙江及邻近地区地震对千岛湖地区的影响浙江邻近地区发生的地震相对较大,如北面的江苏和东北面的南黄海地区、南面的台湾,这些地区的地震对千岛湖地区有一定的影响。浙江西北面的郯庐断裂带,历史上曾是个地震多发区,且震级较大,但近年来不曾发生较大的地震。1989年以来浙江北面的江苏省在1990年、1992年。1995年相继发生3

41、次地震,震级分别为5.1级、4.6级、5.6级。浙江东北面的黄海地区,992年、1993年、1996年、1997年都有地震发生,共达6次。震级最小4.5级,最大6.1级,平均每年0.6次。图7 浙江省及邻近地区地震目录以上几个地区Ms6 的地震对浙江省都有较大的影响,且随震中位置的不同,烈度各不相同。1505 年长江口6.75级地震对浙江省大部分地区的影响烈度为度;1984 年南黄海6.3级地震对浙江省东北部影响烈度达度;1996年南黄海6.1级地震对杭州、嘉兴、湖州、舟山、宁波等地的影响烈度达度, 震感强烈。由上可知,南黄海发生6级以上地震时,浙江省部分地区就有明显震感;长江口发生6级以上地

42、震时,浙江省大部分地区受影响, 震感更强。浙江省南面的福建及其沿海地区,自1989年以来,共发生Ms4.5的地震5次,即1992年2月18日闽东南日岛的5.6级地震,1992年3月3日厦门的4.5级地震,1992年11月26日福建龙岩的4.7级地震,1995年2月25日台湾海峡厦门东的5.6级地震,1997年5月31日福建永安的5.6级地震。浙江省东南面的台湾是个地震多发区,特别是台湾东部地震分布非常密集,且震级普遍较大,多在6级以上,频度也高。有时频率特高,如1992年发生7次,1994年发生8次。自1989年以来,共发生Ms6.0的地震37次,平均每年发生3.7次。另外,台湾海峡南沃东南海

43、面北纬22.67、东经118.75处,自1994年9月16日发生7.4级主震后,到1994年年底共发生6次强余震,震级都在5.5级以上。据调查: 当台湾的地震震级超过6.5 级时,浙江省绝大部分地区的烈度可达度。 图8 浙江省周边地震分布图7.稳定性评价 在在千岛湖地区区域构造背景研究、近场区构造背景研究和地区活动断层研究、判定的基础上, 结合区域内地震活动情况, 对千岛湖地区的区域稳定性进行评价。 断裂稳定性 在千岛湖地区及受影响区域的活裂层有:马金-乌镇活动断裂、球川-萧山活动断层、昌化-普陀活动断裂、孝丰=三门湾活动断裂、湖州-临安活动断裂、长兴-奉化活动断裂。由于这些断裂的活动性都不强,晚更新世(Q3)以来以上6个活动断裂基本不活动,故这些断裂对千岛湖地区的地壳稳定性有一定的影响,但不构成威胁,在建设一般工民建筑物时可以不用考虑断裂的影响,建设重要工程时要注意断裂的影响。而新安江水电站离这些活动断裂有一定的安全距离,故工程安全稳定,不受断层影响。 构造稳定性 千岛湖地区基本属于扬子准地台,是扬子准地台的东北端的一小部分。该地区山势比较陡峻、峭崖叠嶂、跌水及沟谷发育,切割较强烈, 崩塌、滑坡、泥石流及流水侵蚀等外动力地质作用不强烈。千岛湖地区处于浙江省西北部地壳稳定区,其周围地壳也比较稳定,只有其西

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