清江流域活动断裂与地壳稳定性研究

【摘要】： 清江流域是我国重要的水电能源基地之一，流域及场地稳定性一直是工程建设中重要的基础性研究课题。本文从地壳稳定性力学分析出发，系统地研究了区域深断裂和构造应力场三维特征及时、空发展演化过程，将应力场、形变场与能量场统一于三维空间，分别进行了深部地质体、表层岩土体和工程场地稳定性评价，初步提出了三维地壳稳定性研究的基本思路与方法，主要认识和结论包括：①区域地壳属稳定地台边缘型结构，可分为上地壳、中地壳和下地壳三大层，成层性好。重力梯度带深部状态表现为M面由东向西缓倾斜坡带，非深断裂反映；②清江流域主要活动断裂自燕山期形成以来活动性逐渐减弱，对区域地壳稳定性影响程度在逐渐降低；③区域构造应力场反演结果表明：清江流域燕山主期以S—N向(下游)、NW向(中、上游)水平挤压为主，喜马拉雅早期以NE向挤压作用为主，新构造期转为NNE向挤压。构造应力量级逐渐降低；④构造应力场三维数值模拟结果表明，现今构造应力场特征受区域构造格架控制，以NNE向和近S—N向挤压为主，具分区性；⑤现今构造运动与应力场特征继承了新构造期运动学和动力学特点。地震活动受现今近S—N向挤压应力作用下的NNW向断层(右旋)和NE—NNE向断层(左旋)活动控制；⑥在断裂几何结构、变形结构分段研究基础上，结合地震、大地测量、分形分维等理论与方法进行断裂破裂分段研究，是进行弱地震活动区断层分段的有效方法，其结果使地震活动性参数得到更精确的限定，从而提高地壳稳定性评价可靠度；⑦在三维地壳结构、应力场、形变场和能量场等综合研究基础上进行的三维地壳稳定性研究，是区域地壳稳定性研究的新思路；⑧不同层次地壳稳定性研究结果显示：清江流域大型水电工程场地均位于稳定区，较稳定和较不稳定区位于仙女山断裂带和黔江、郁江、咸丰断裂带及外围，深、浅部地壳，稳定性具较好的对应关系，浅部介质稳定条件改善或恶化的仅为局部地段。