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李益区域稳定千岛湖地区区域稳定分析评价.doc

1、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 2 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

2、要评价因素,对千岛湖地区区域地壳稳定性进行评价。 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 3 目录 1. 前言 4 2. 地形地貌条件 5 3. 断裂构造分析 7 3.1 江山 -绍兴深断裂 9 3.2 马金 -乌镇深断裂 11 3.3 球川 -萧

3、山深断裂 11 3.4 下庄 -石柱村大断裂 13 3.5 昌化 -普陀大断裂 13 3.6 衢州 -天台大断裂 13 3.7 孝丰 -三门湾大断裂 14 3.8 衢州 -苍南大断裂 15 3.9 湖州 -临安大断裂 15 3. 10 淳安 -温州大断裂 15 3. 11 长兴 -奉化大断裂 16 4. 区域岩土体特征 16 5. 区域构造体系 18 6. 区域地震分析 20 6.1地震分布及其与活动构造的关系 21 6.2浙江及邻近地区地震对千岛湖地区的影响 22 7. 稳定性评价 25 8. 结论 26 参考文献 27 4 1.前 言 千岛湖 ( 新安江 水库) 位于 钱塘江 上游新安江主

4、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

5、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 20 22 米,下部陡峻,坡角 30 40 ,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 2

6、16.26 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 。 5 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。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

7、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6 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

8、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 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

9、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 200 1250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 1250 1000米、 950 850米、 750 650米、 550 450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、

10、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 0.5 3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7 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 1 2级阶地,顺河谷两岸分布。山

11、间河谷阶地宽度在 50 200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

12、.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

13、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8 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

14、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

15、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 9 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 ,诸暨涅浦东南双溪坞群有宽 3-6

16、km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 中放射性元素逸散,同位素年龄资

17、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10 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

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