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泥巴山隧道隧址区新构造活动现象及稳定性研究

许尧  
【摘要】: 泥巴山隧道位于四川三大断裂带交汇部位,为川西高原与四川盆地的过渡带,以往对该地区的专门研究较少,基础地质研究工作深度也较浅。在泥巴山隧道野外地质勘查工作中,在隧道出口的曹大坪断层附近发现碎裂状的白云岩覆盖于第四纪冲积漂卵石层上,经过断层测年实验证实该断层在晚更新世以来活动过,其与鲜水河断裂关系不明。而在平面上,该断层与鲜水河断裂走向基本一致,且大致位于一条直线上。因此有必要进一步深入研究曹大坪断裂与鲜水河断裂带的关系,并评价隧址区近场区稳定性。本文的主要研究内容及得出的结论如下: (1)石英电镜扫描结果显示,断层泥样品中浅侵蚀石英发育,说明曹大坪断层主要活动年代在早更新世到中更新世,晚更新世以来也有一定的活动性。 (2)综合分析了区域地质背景(区域地形、地层、构造演化、地球物理特征、新构造特征及地震活动特征)、区域断裂(鲜水河断裂带、龙门山断裂带、安宁河断裂带、荥经—马边断裂带)和近隧址区主要断裂的几何特征和活动特征。根据断层测年结果、区域构造环境、以及断层的平面位置关系,有理由怀疑隧址区可能是鲜水河断裂带与马边—盐津断裂带间的“锁固段”。 (3)用震源机制解、地壳形变测量、原地应力测量三种方法分析区域地应力场,结果显示区域现代构造应力场受断裂等构造的影响明显,最大主压应力近水平,方向为近东西—北西。以此为已知条件,用三维数值模拟方法反演区域地应力场,分析地应力的空间变化规律。根据模拟结果,区域最大剪应力具有较明显的分区性。在北西向的应力作用下,深部的最大剪应力图像呈现较明显的“X”形。根据区域和隧址区的构造特征以及区域应力场特征,认为隧址区的曹大坪断层可能为鲜水河断裂带东南端,未来可能活动。 (4)采用全真三维建模方法建立模型对近隧址区地应力场进行模拟。结果显示,隧址区的最大主压应力及最大剪应力分布主要受地形和断层的控制。总体来讲,隧址区的地应力未出现应力集中。以构造应力场为主线,综合分析区域地质特征以及隧址区发现的新构造活动现象,对隧址区进行地质评价。


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