理论教育 新构造运动对地应力的影响-《高等工程地质概论》中的第五章

新构造运动对地应力的影响-《高等工程地质概论》中的第五章

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于地应力的存在和积累,造成了新构造运动,地应力是新构造运动的力源。反过来,新构造运动又使地应力释放或积累,又使地应力的大小、方位、状态发生变化。清江断裂的新构造应力场与喜马拉雅运动的应力场差异较大,喜马拉雅运动的应力场表现为SN挤压,EW拉张,在长江三峡地区主要表现为断块的调整。新构造运动使清江断裂主要是NWW—SEE向区域主压应力起控制作用。三门运动代表了促使中国东部第二阶梯地貌最后形成的新构造运动。

新构造运动对地应力的影响-《高等工程地质概论》中的第五章

由于地应力的存在和积累,造成了新构造运动地应力是新构造运动的力源。反过来,新构造运动又使地应力释放或积累,又使地应力的大小、方位、状态发生变化。两者是对立统一的关系。

(一)唐山地应力测试

1976年地震后在凤凰山测点,测得σh,max=2.5MPa,方位为N47°W,与区域应力场最大主应力方向有较大偏差;1978年在同一测点测得σh,max=2.3MPa,方位变为N89°W即近东西(EW)。

(二)北京地应力测试

京西温泉的测试,岩性为石灰岩,测量深度为12~22 m,1974年8月测得σh,max=3.6MPa,方位为N65°W;到唐山地震后,1976年9月再测量,σh,max=5.4MPa,方位为N67°W。

八宝山断裂的组成部分煤岭弧形断裂的测试。该测点位于北京西南约35 km处,为弧顶,向NW突出的构造,沿着该弧形断裂附近,各处地应力场有规律的变化,最大主应力的方向由NW向变为NNW、NE、NEE向,与该地区的区域应力场方位相差较大。

(三)清江断裂和隔河岩水电站

清江在湖北西部恩施地区,隔河岩水电站在湖北长阳县附近清江下游,清江是长江的支流,在宜昌南的宜都入长江。

清江断裂的新构造应力场与喜马拉雅运动的应力场差异较大,喜马拉雅运动的应力场表现为SN挤压,EW拉张,在长江三峡地区主要表现为断块的调整。新构造运动使清江断裂主要是NWW—SEE向区域主压应力起控制作用。根基很深的黄陵(长江三峡坝址三斗坪附近)背斜呈椭圆形构造,对区域应力场具有重要的阻抗和干扰作用,从而区域应力场造成局部应力场环绕黄陵背斜周围发生急剧变化。鉴于新构造运动经历的时间较短,所以新构造变动主要表现为大面积构造地貌变化。

(四)黄河上游龙羊峡地应力(www.daowen.com)

龙羊峡坝址区主要断裂是断层F7,这条断层表示为N10°W,NE41°,出露长度为15 km,是继承性复活断层。F7断层附近3号钻孔最大水平主应力为NNE向,与区域最大主应力方向一致,而F7断层的下盘上5号钻孔则大不相同,最大水平主应力方向为NNW向,最大水平主应力的方位由NNE转为NNW向,这显然是受断层的影响。

(五)甘肃金昌市矿上F1断层的地应力

测点在龙首山附近,该断层走向N50°~70°W,倾向SW,倾角50°~70°,全长170 km,为逆断层。断裂带宽百余米,断层面常见断层泥。在断层附近布置测试,岩性为大理岩,测点深度为11~44 m,最大主应力4.2 MPa,最小主应力3.5 MPa,最大主应力方向为N20°E,和断层走向夹角为70°~90°。

(六)川滇南北构造带上的地应力

这个构造带可称为龙门山(四川)—锦屏山(四川雅砻江由南向北猛拐弯处的东侧)—玉龙雪山(云南)构造带。以此为界,青藏高原东缘川滇地区可分为东、西两个性质截然不同的大地构造单元,青藏高原地壳物质向东—东北蠕散,喜马拉雅山向东楔入川滇地区。这种运动影响深刻,该区域新构造运动以水平构造应力场起控制作用,局部出现挤压变形和伸展变形的应力场,出现了岷山—龙门山构造带,相似地也出现了锦屏山—玉龙山构造带。川滇西北地区近SN向的巨大断裂是近EW向伸展的结果,也和锦屏山—玉龙山构造带的顺时针扭动有关。从地质力学、块体运动学入手,解析构造变形及其所导致的断裂和强震,才能提供有内在联系的地质学论证。

(七)三门运动及新构造

三门峡地块的历史及演变在划分第四纪初始年代上极为重要,该地区新构造运动也很活跃。约在300万年前,三门峡盆地出现了一些小湖泊,和泥河湾盆地同期。约在距今250万年前的早—中更新世,在山边断层的强烈活动下,三门峡盆地大幅度下沉,排水通道受阻,盆地聚水而扩张,小湖变成大湖,这时的湖相沉积物为灰绿色,称为“绿三门”。距今约100万年前,内相沉积物颗粒较粗,颜色灰黄,称为“黄三门”。中更新世末,距今15万~20万年前,构造运动剧烈,侵蚀性基准面大幅度下降,范围远比三门峡盆地大,湖水迅速下切,湖水外流,从三门峡向东,直入大海,这就是初始阶段的黄河。

三门峡盆地地层的构造变形,发育了一系列轴向为NW近EW的褶皱并伴随有大量断层,其强度由东南向西北方向减弱,说明当时的大湖盆底是倾向下游的。三门运动结束了湖盆时代,开始了河流时代,河床侵蚀下切,开始出现冲积相地层。三门运动代表了促使中国东部第二阶梯地貌最后形成的新构造运动。

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