敦格鐵路塞什騰山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征

1、敦格鐵路塞什騰山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征摘要:工程地質(zhì)條件在基礎(chǔ)工程建設(shè)中極其重要，地質(zhì)構(gòu)造條件尤其突出，本文通過(guò)具體的工程實(shí)例，結(jié)合地質(zhì)勘察過(guò)程中出現(xiàn)的具體地質(zhì)現(xiàn)象，探討了在地質(zhì)構(gòu)造條件較為復(fù)雜的情況下地質(zhì)外業(yè)勘察中具體的注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞:地層斷褶帶塞什騰構(gòu)造特征人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的能力是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，工程地質(zhì)勘察是對(duì)大自然最基本、最接近的認(rèn)識(shí)過(guò)程。地質(zhì)條件復(fù)雜多變、形態(tài)各異地質(zhì)構(gòu)造形跡更是如此，有時(shí)其分布特點(diǎn)、規(guī)模、延伸方向等要素很難弄清楚。地質(zhì)構(gòu)造控制著局域內(nèi)地層的分布范圍與完整性，決定著工程建設(shè)的適宜性，認(rèn)識(shí)有誤可能造成工程經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)或工程事故。本文結(jié)合敦格鐵路穿越塞什騰山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造條件的認(rèn)

2、識(shí)，探討了外業(yè)地質(zhì)勘察中地質(zhì)構(gòu)造特征的一些認(rèn)識(shí)及外業(yè)調(diào)查時(shí)的一些方法及注意重點(diǎn)。1工程概況新建敦格鐵路起點(diǎn)位于甘肅省的敦煌市，終點(diǎn)位于青海省的格爾木市,全長(zhǎng)約527km。線路穿越的塞什騰山區(qū)是青海省境內(nèi)的控制性區(qū)段,陡峭險(xiǎn)峻的山峰與狹窄平坦的溝谷相間分布，橋、隧設(shè)置密度極高，路基挖方、擋護(hù)工程量大。尤其是該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征復(fù)雜多變，斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，地層的時(shí)代、巖性及接觸關(guān)系極其紊亂。因此盡可能詳實(shí)、細(xì)致的反映該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造對(duì)該區(qū)段的基礎(chǔ)工程建設(shè)起到關(guān)鍵的作用。2地質(zhì)構(gòu)造特征該區(qū)位于柴達(dá)木盆地北緣，地質(zhì)構(gòu)造體系屬于柴達(dá)木北緣巨型反S型構(gòu)造。漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的地質(zhì)變動(dòng)，不同時(shí)期、不

3、同規(guī)模、不同力學(xué)性質(zhì)的構(gòu)造形跡發(fā)育廣泛，形成了復(fù)雜的構(gòu)造形變，包括塞什騰山斷褶帶、綠梁山斷褶帶、馬海大坂斷褶帶及柴達(dá)木盆地和花海子盆地。路線位于塞什騰山斷褶帶內(nèi)。塞什騰山斷褶帶長(zhǎng)約70km,寬約15km,地貌上為北西一北西西向的山脈和溝谷相見(jiàn)的復(fù)式山系，伴有走向深大斷裂，帶內(nèi)巖漿活動(dòng)復(fù)雜多變，褶皺及斷層及其發(fā)育，并且具有長(zhǎng)期、多次、反復(fù)活動(dòng)的特點(diǎn)。該區(qū)域構(gòu)造體系如圖1所示。2.1塞什騰山斷褶帶的幾何學(xué)特征線路穿越塞什騰山區(qū)段內(nèi)發(fā)育的斷層主要有：公路溝斷層、橄欖溝斷層、塞什騰一綠梁山斷層帶、海合溝斷層、結(jié)綠素?cái)鄬雍臀宀噬綌鄬?。在地質(zhì)構(gòu)造的幾何學(xué)特征上橄欖溝斷層、結(jié)綠素?cái)鄬雍臀宀噬綌鄬幼罹叽硇浴?/p>

4、橄欖溝斷層位于賽什騰長(zhǎng)隧道進(jìn)口附近，沿橄欖溝展布，由于受北東及南北向斷層切割，斷層產(chǎn)狀變化較大，總體走向330,傾向北東，傾角大于30，出露長(zhǎng)度大于25km,北盤(pán)為震旦系灰綠色斜長(zhǎng)角閃片巖、大理巖、白云巖，南盤(pán)為蝕變安山巖，破碎帶寬100200m。斷層南盤(pán)的陡峭山體均呈現(xiàn)帶狀展布的典型斷層三角面。如圖2所示。結(jié)綠素?cái)鄬雍臀宀噬綌鄬踊酒叫?，位于高泉五?hào)特大橋處，相距約1.52km,局部地段有分支與合并現(xiàn)象，總體走向3300,傾向北東，傾角700,出露長(zhǎng)度45km左右,具壓扭性特征，破碎帶寬1020m。五彩山斷層上盤(pán)為奧陶系蝕變安山巖，下盤(pán)為石炭系灰?guī)r；結(jié)綠素?cái)鄬由媳P(pán)為石炭系灰?guī)r，下盤(pán)為第三系泥

5、巖、砂巖。2.2塞什騰山斷褶帶造成巖石的變形特征塞什騰斷褶帶是柴達(dá)木北緣標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)反“S”構(gòu)造，褶皺及壓扭性斷裂的總體構(gòu)造線方向均在3100左右,其主應(yīng)力為北東一南西向水平引力作用下，形成一組北東走向的張（扭）面,同時(shí)形成兩組近南北走向或近東西走向的扭裂面。受構(gòu)造影響斷裂帶中巖石普遍泥化、碎裂化、炭化，最為普遍的是塞什騰山大面積分布的蝕變安山巖嚴(yán)重片理化，局部甚至頁(yè)理化，充填的花崗閃長(zhǎng)巖脈、石英巖脈被擠壓成構(gòu)造透鏡體。破碎帶侵入的超基性巖一一蛇紋巖受后期構(gòu)造作用，構(gòu)造面極其發(fā)育,部分構(gòu)造面發(fā)育的鏡面及纖維化作用明顯，斷層兩盤(pán)均為硬質(zhì)巖,受構(gòu)造作用的影響，構(gòu)造影跡十分發(fā)育，表現(xiàn)為蝕變安山巖的普遍

6、片理化,侵入巖脈的透鏡體化及部分變質(zhì)巖的石香腸”構(gòu)造。如圖3所示2.3塞什騰山斷褶帶的物性特征不同的介質(zhì)其物性反映不同，在地質(zhì)工程中常常采用不同的地球物理勘探，來(lái)反映不同的物性差異，借以分析判定不同的地質(zhì)體。為了全面解譯塞什騰斷褶帶的構(gòu)造分界及其物理參數(shù)，在選定的斷褶帶內(nèi)采用地震折射層析法、高密度電法、波速測(cè)試、綜合測(cè)井及及音頻大地電磁法測(cè)試方法，根據(jù)物探測(cè)試，斷層破碎帶縱波速度為15002600m/s,電阻率為113290Q.m兩側(cè)完整巖體的縱波速度為34905320m/s,電阻率為23305024Q.m其物性差異特征明顯。根據(jù)測(cè)試圖像資料,選取的斷褶帶區(qū)段物性差異較明顯，成像清晰，解譯明顯

7、，如圖4所示。2.4塞什騰山斷褶帶運(yùn)動(dòng)學(xué)特征塞什騰山斷褶帶劈理極其發(fā)育。劈理是斷裂在形成過(guò)程中兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，可以根據(jù)斷裂帶內(nèi)的劈理與斷層之間的關(guān)系來(lái)判斷斷層的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通常斷裂帶內(nèi)劈理和斷層面的交線與斷層兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)垂直,因此統(tǒng)計(jì)劈理在斷層面的交線也可以來(lái)判斷斷層的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)斷層面與劈理的交線在段層面上的側(cè)伏角小于45時(shí),斷層以上下運(yùn)動(dòng)為主；當(dāng)交線的側(cè)伏角大于45時(shí)，斷層以水平運(yùn)動(dòng)為主。塞什騰斷褶帶斷層面產(chǎn)狀15V55,劈理產(chǎn)狀2540V6080斷裂帶內(nèi)劈理與斷層面交線的側(cè)伏角小于45向NW側(cè)伏，因此該斷層具有逆沖為主，兼有左行平移的特征。2.5塞什騰山斷褶帶活動(dòng)性特征斷層的活動(dòng)性及其

8、活動(dòng)強(qiáng)度決定著基礎(chǔ)工程建設(shè)的適宜性及重大工程位置的布設(shè)和防震措施的選擇。線路穿越的塞什騰山區(qū)發(fā)育有塞什騰一綠梁山活動(dòng)斷層，斷層活動(dòng)于全新世，全長(zhǎng)約90km,總體NNW向展布，斷層面傾向NE,傾角6070,由多條不連續(xù)的次級(jí)斷層組成,斷層發(fā)育于石炭系、上第三系及第四系上更新統(tǒng)之間。沿?cái)嗔褞У匦瓮蛔?，在斷裂帶?nèi)可見(jiàn)覆蓋于第三系的礫石被錯(cuò)斷，沿著斷裂帶崩塌、錯(cuò)落、斷坎、埡口、斷層谷發(fā)育，晚更新世時(shí)期，受上盤(pán)強(qiáng)烈的抬升逆沖作用，第四系上更新統(tǒng)地層層理陡傾，局部?jī)A角超過(guò)60,超覆于第三系地層，如圖5所示。顯示了斷層晚第四系以來(lái)的持續(xù)活動(dòng)性，第四系以來(lái)斷層向南強(qiáng)烈擠壓。根據(jù)熱釋光測(cè)年，其最新活動(dòng)是在12.

9、05.02ka之后，據(jù)此推算，該斷層全新世以來(lái)的平局水平活動(dòng)速率為0.83mm/a;平均垂直活動(dòng)速率為0.14mm/a。地質(zhì)構(gòu)造和地震有著密切的關(guān)系,2008年11月10日大柴旦東南發(fā)生6.3級(jí)地震,2009年8月28日大柴旦發(fā)生6.4級(jí)地震，均造成不同程度的建筑物破壞，表明目前該區(qū)域地震處于相對(duì)活躍階段。3結(jié)語(yǔ)自然地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的能力相對(duì)有限，擬建構(gòu)筑物的場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造起到關(guān)鍵性的作用，直接決定這場(chǎng)地建設(shè)的適宜性，對(duì)變形和外移要求高的建筑物對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的要求更高。因此在工程地質(zhì)外野勘察階段，認(rèn)真觀察、詳細(xì)記錄地質(zhì)構(gòu)造的外在表現(xiàn)特征，深刻分析、深入研究地質(zhì)構(gòu)造的力學(xué)特征及地質(zhì)構(gòu)造的演變過(guò)程，弄清楚巖體的空間分布規(guī)律、完整性、評(píng)價(jià)場(chǎng)地的穩(wěn)定性、判定工程建設(shè)的適宜性，為各類(lèi)工程建設(shè)提交合理的工程