工程地质 -凉山州

专注地信 · 发表于 2011-3-7 10:19

一、区域工程地质　　凉山州幅员范围内南北向断裂发育，并与北东和北西构造交汇，同时存在东西向古老构造，经地震和地质调查证实，南北向和北西向断裂具有持续活动性。
　　地貌以高山、高中山为主，河系发育，山高坡陡，沟谷深切。除河谷平原和山间盆地展布松散土石外，岭脊斜坡地域为其碎屑岩、变质岩、碳酸盐岩和岩浆岩所展露。构造复杂，断裂纵横交错，断隙发育，岩石破碎。此外，崩塌、滑坡、泥石流等不良工程地质现象发育，区域工程地质条件复杂。
　　安宁河、则木河、水江等活动断裂分布区工程地质条件差，每逢雨季，河谷两侧常有崩塌、泥石流、滑坡发生，给铁路、公路交通造成极大困难。岩浆岩和变质岩及活动性断裂非常展布区，地基良好，边破稳定，工程地质条件较好。
　　(一)区域工程地质条件
　　1.区域稳定性　(1)活动性断裂，在东西向应力场作用下，形成各种活动性断裂构造，控制区内山脉、河流、盆地的形成，使州内的地质灾害十分频繁。境内共有活动性断裂26条，均为压性和压扭性断裂。其中南北向10条，安宁河东、西两支活动强烈外，余此如磨盘山、甘洛——美姑断裂活动程度较强至弱；北东向8条，除卧罗河、金河——箐河等3条活动程度强烈外，南河、里庄等断裂均属强烈至弱；北西向断裂8条，活动程度除石棉、辣子乡等3条强烈外，其余5条均属较强。
　　(2)地震，有安宁河地震断裂带、盐源地震断裂带、理塘地震带南端(木里地区)及马边地震带，构造地震活动强烈。区内自公元前111年至公元1981年共记载了大于或等于7级的强震2次，最大震级7.7级。
　　2.工程地质岩组特征　境内出露地层齐全，岩浆活动明显，岩组众多，据其岩石类型、岩体结构及其工程地质特征将区内划分四个工程地质岩类。
　　(1)松散软弱土石类主要为第四系不同成因的粘性土、砂类土和卵漂(碎石)石层和第三系弱胶结的粘土岩粉砂岩和砂岩等组成。呈散体和软塑结构。岩层的稳定性主要取决于岩性、成层组合条件和饱水情况。特别是含水砂层对岩层的稳定性影响极大，工程建设的地下边坡部分需采取专门的加固和维护措施。
　　松散土石主要分布于河漫滩阶地及山前地带。由全新世冲积、冲洪积亚粘土、亚砂土、砂砾卵石组成，局部地段有淤泥。一级阶地具二元结构，土层厚1～8米，可塑；砂砾石层结构松散，孔隙度大，透水性强。水位埋深0.53～6.74米，可塑，单位涌水量1.49～6.74升／秒·米，渗透系数一般17.4～83.8米／日。
　　粘结的土石。有更新世冰碛泥砾及冰水堆积土、亚糍土、砂砾石组成。有的具双层结构，物理力学性质不均，粘性土具中等塑性和压缩性。第三纪的粘土岩、砾岩粉砂岩，局部还有泥炭，成岩性差，干时固结，遇水软化及流散。
　　(2)坚硬半坚硬工程地质组主要为碎屑岩或沉积变质岩，有时为火山岩所组成。以层状碎屑结构为主，岩面的厚度比较稳定，但层间结构面发育，岩体的稳定性主要取决于层间软弱面、软弱夹层、构造碎破带及其岩层的风化程度。
　　该岩类岩性组成主要为砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、片岩、千枚岩组成。岩石物理力学性质的强弱与其矿物成分胶结程度、颗粒大小风化程度有关。如石英砂岩的力学强度高于绿泥石石英砂岩，致密坚硬砂岩高于粗、中粒砂岩。
　　(3)坚硬的碳酸盐岩工程地质岩组岩溶化碳酸盐岩类，层状结构为主，岩层厚度变化不大，但层间结构发育，岩体稳定性取决于层间软弱面、软弱夹层及其岩溶发育程度和充填情况。岩体的富水性与导水能力和岩溶发育不均，有一定的关系。岩层厚度大质纯，软弱夹层少强度才高，与碎屑岩互层则强度相对低。不同岩性力学强度也不一致。
　　(4)坚硬的岩浆岩工程地质岩组境内展布侵入岩的喷出岩，有不同期次的花岗岩、石英闪长岩、正长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩和凝灰岩等。岩体呈块状构造，结晶和一般较好。工程地质性质新鲜岩体强度高，受构造作用或脉岩穿插部位岩体质量大幅度下降。其稳定性取决于岩体受构造作用的破坏和风化程度的深浅。
　　3、不良物理地质现象　州内挽近构造活动强烈，岩石破碎，风化厉害，在干雨季节分明、降雨集中的特定气候条件下，崩塌、滑坡、泥石流等不良物理地质现象活动频繁，规模巨大，密集成群，分布广泛。主要集中在雅砻江中、上游，金沙江沿岸，安宁河、则木河、普雄河—尼日河、昭觉—西溪河、美姑—溜筒河流域范围内的沟谷地区。崩塌、滑坡为泥石流提供了丰富的固体物源，降雨及自然地理条件提供了动力条件而爆发泥石流。
　　(二)工程地质分区特征
　　工程地质条件和工程地质问题与地质构造特征、岩石建造类型及其工程地质性质、地貌特征与表层物质运动规律，以及人类工程经济活动程度等背景条件密切相关。以此为依据，结合地质资源和开发条件将州范围划分为五个工程地质区，22个工程地质亚区，区限是以区域性大断裂所围限的地质体，在区的基础上，依据区域地壳稳定性，地表稳定性，地貌、水文地质环境的相似性划分为亚区，以服务于区域经济发展的国土整治规划，及其生产厂址布局为目的。
　　1、木里—锦屏山区　(1)锦屏山亚区。西界以锦屏山断裂为界，与大河边—白碉亚区为邻；东以小金河断裂为界，与盐源区相接。锦屏山主体山脉两侧为雅砻江环流，山势险峻。
区域现代地壳稳定性条件好，属稳定区。主要分布三叠系浅海相碎屑岩、碳酸盐岩建造，褶皱紧闭，炭层走向北北东，地层直立或倒转。
　　由于近期地壳上升强烈，沟谷深切，谷坡崩塌堆积物巨厚，由片岩组成的斜坡在其重力作用下，出现变折拱曲。比如泸沽湖、青纳等地存在大型古滑坡体，近年在旱暴雨季节也曾发生大规模崩塌灾害。
　　(2)大河边—白碉亚区。位于锦屏山断裂西侧。构造、地貌特征同木里——锦屏山区。所不同的在于此亚区主要建造类型属古生界浅海相碎屑岩系，呈软硬相间结构。尤其是绿泥石片岩、云母片岩之类的软弱夹层构成不利的工程地质条件。
　　(3)麦地龙亚区。该区由三叠系浅海相碎屑岩建造构成复式背斜，背斜轴部出露燕山期大型石英闪长岩体，燕山期岩浆事件表明该区存在麦地龙基底断裂。
　　位于甘孜—理塘地震带南，雅砻江东侧新生代活动的麦龙地断裂通过该区，地壳稳定条件不如前两个亚区，属次稳定性级中的相对稳定区，曾发生过一次5.7级中强地震，震中位置东经102°24′，北纬28°42′，裂度Ⅶ度。
　　(4)木里亚区。位于锦屏山断裂和小金河断裂汇合的弧型拐弯部位，断裂十分发育。主要由三叠系浅海相碎屑岩和三叠系玄武岩两类建造组成。属中高山峡谷区地貌。
　　新生代活动的南北—北北西向木里断裂纵贯全区，沿断裂带新生代断陷盆地呈珠状分布。属盐源地震带北部，近年在南邻区发生5～6级地震二次。区域地壳稳定性属次稳定等级，不排除区内会发生中强地震。
　　2.盐源区　(1)盐源区。位于新生代盐源陷盆地，是一个南部下降，北部相对抬升的掀斜式断陷，盆地发育受控于后龙山断裂，地势北高南低，为堆积型高原盆地地貌。梅雨河源于盆地西南，出境后折向北汇入雅砻江。河谷为宽谷地貌，发育三级阶地。
　　盆区为新生代河湖相沉积层，包括始新世至全新世的沉积，总厚约1600米，早更新世纪沉积速度为0.37毫米／年，中更新统至全新的存度反应，沉降速率为0.1毫米／年。盆地由前新生界基底和外围三叠系上、中统浅海相、滨海相碎屑岩建造组成。南缘的盐源断裂为喜山期形成的基底断裂，不仅控制盆地的形成与发展，而且是盆区喜山期斑岩的贯入通道。它的活动控制了盆地新构造形迹。始新统展布北向雁列小型褶皱，是盐源断裂左施俯冲所致，本区域新构造力场的主压力方向为北北西—南南东。该亚区属盐源—盐塘群震型地震区之东部，1976年后在盆地西部连续发生5级以上地震9次，最高震级达6.9级，地壳稳定性属次稳定级，地震基本烈度为Ⅷ度。
　　(2)国胜—平川亚区。处于盐源陷东缘部位，夹持于后龙山断裂和金河—箐河断裂之间的南北—南东向弧型条带状断块。主要由古生界相碳酸盐岩建造和上震旦统浅海相碳酸盐岩建造，以及二叠繁上统眉山玄武岩所组成。其次在金河南部有海西期超基性岩体，在其东北边缘露震旦系上统浅海相碎屑岩建造。区内岩层陡倾，断裂发育，以及地层缺失，岩体破碎。南部古生界在金河—箐河断裂上盘发育一系列褶皱呈扇形展布。
　　由于该亚区展布着金河—箐河断裂，有可能构成中强地震构造带，地壳稳定性为次稳定级中的相对稳定性。
　　(3)大林乡——红崖子亚内。位于国胜——平川亚区西侧，属高山地貌。主要由三叠系浅海、滨海相碎屑岩建造所组成。岩层中由一系列北东、近东西、北西向褶皱和弧型褶皱所组成盐源山字型构造格局。岩层陡倾，层间错动发育，但无区域性大断裂通过，区域地壳稳定性属稳定级。
　　3.树河—大桥区　金河以北为高山峡谷地貌，金河至响水河口以南为高山地貌，北、中段为金河—箐河断裂与磨盘山断裂所夹持，南段受牦牛山—昔格达断裂、西翻田断裂所控制，这些断裂的活动，形成发展了本区中生代断陷槽谷，沉积了巨厚的三叠系上统相碎屑岩建造，侏罗系碎屑岩在部分地段出露。
　　褶皱紧闭呈线状，岩层陡倾，呈近南北向。南端受西番田旋扭构造系统的影响，在边界断裂的约束下，褶皱轴呈“Y”字型展布。区内断裂及层间错动发育，岩石破碎成层状碎粒结构。
　　4.德昌—西昌区　(1)冕宁—登相营亚区。位于安宁河断裂东侧，小相岭南延的中高山区。主要分布元古代震旦纪及会理群变质岩系和花岗石。区内断裂发育，南部属安宁河断裂及派生断裂带，喜德县西孙水河床有温泉出露，西部为安宁河断裂带与南河活动断裂带的交汇处，属安宁河强震构造带，据历史地震记载资料确定基本裂度为Ⅷ度，东部Ⅶ度，区域地壳稳定性属不稳定级。
　　(2)冕宁—磨盘山亚区。位于安宁河断裂西侧的中高山区，岩浆岩建造组成，断裂发育，为磨盘山、安宁河、南河三大断裂所围限，三条断裂新生代以来均有活动，尤其是安宁河、南河断裂现代活动强烈，属于安宁河强震带及其影响范围，区域地壳稳定属不稳定性。
　　(3)热水河—大箐梁子亚区。位于安宁河、则木河断裂带及其影响范围内。属高中山地貌，与上述两个亚区的不同之处在于，位据攀西裂谷中央地垒东缘和凹陷西缘地带，出露中生代三叠，侏罗、白垩纪地层、工程地质特征几乎与陆相碎屑岩建造相同。
　　该区处于安宁河地震带的东缘和则木河强震带中，区域地壳稳定性差，属不稳定级。
　　在则木河断裂影响下，使区内软弱结构相间的岩层更为破碎，地表崩塌，滑坡发育，成为区内泥石流发育地段的物质来源区。
　　(4)泸沽—西昌亚区。位于安宁河宽谷区，属新生代断陷盆地，为安宁河主干断裂展布区，是安宁河强震的主体。历史上最大的三次地震有二次发生在本区。亚区内5级以上的地震有13次，区域地壳现代活动性强，属不稳定地，地震基本烈度Ⅷ～Ⅸ度。沿安宁河谷泥石流广泛发育，成为严重的地质灾害。
　　(5)回龙—牦牛山亚区。居安宁河断裂西侧，南河断裂北侧，西部与国胜——平川亚区接壤，属中高山区地貌。主要展布燕山期花岗岩体，其中残留部分玄武岩，构造简单，岩体相对其它亚区较为完整。由于南河断裂的活动，北部山区相对隆升，南河山前谷地，尤其是北麓洪积扇广布，现代泥石流发育，主要发生在断层破碎带和岩体接触带，多为间歇性中、小型泥石流。东部安宁河强震带，南沿南河断裂，区域地壳稳定性属次稳定级。
　　(6)德昌—螺髻山亚区。地处康滇地轴中段，北接德昌—西昌分区，南邻攀枝花—华坪地区，属中高山地貌。主要出露岩浆岩建造，东部螺髻山区广泛出露震旦纪、二叠纪碳酸盐岩和碎屑岩建造，呈带状展布，南部出露会理变质岩系。区域地壳稳定性属次稳定级。
　　(7)湾长乡—红毛子亚区。属康滇地轴东侧凉山凹陷西缘部分，主要展布三叠纪、侏罗纪、白垩纪碎屑岩建造，岩层褶皱缓，构造简单。西缘与安宁河强震带接壤，区域地壳稳定性属次稳定级。主要工程地质问题，取决于建造自身的物质组成和构造状态，尤其是含膏盐层和易风化岩层对路基和边坡稳定性的影响。
　　5.凉山区　根据所处的地理位置不同分为越西—喜德和会理两个亚区。
　　两个亚区同属凉山凹陷，工程地质特征相似，其共同特征是，地貌上同属高中山区，出露的岩石建造类型均为三叠、侏罗、白垩系陆相碎屑建造，构造简单。但会理亚区，有宁南—会理北东向断裂通过，在断裂南侧有元古代地层和岩浆岩展布。它们与前述地震带均有一定距离，基本烈度为Ⅵ度，属稳定区。

　　二、矿区工程地质
　　(一)矿区工程地质类型
　　根据矿体围岩主要类型、岩体结构及工程地质特征，将州境内的固体矿床划分为如下工程地质岩类。
　　1.松散软弱岩层为主的非层状矿床。岩层的稳定性见工程地质岩组特征同类岩所述(下同)。属于此类矿床州境内有新生代断陷盆地中的褐煤，冕宁牦牛坪稀土矿等。
　　2.坚硬半坚硬岩层为主的层状矿床。属于这类矿床的有会东满银山铁矿、会理拉拉铜矿、益门煤矿等。
　　3.坚硬半坚硬岩层为主的非层状矿床。属于此类矿床的有西昌太和钒钛磁铁矿床等。
　　4.碳酸盐岩为主的层状非层状矿床。属于此类矿床的有会理天宝山、会东大梁子、甘洛阿尔铅锌矿床等等。
　　(二)工程地质条件复杂程度的划分
　　根据地质构造复杂程度，构造破碎带的发育程度，矿体顶底板围岩及边坡的完整稳定性，岩层的风化程度，地下水静水压力的大小，以及不良工程地质问题的多寡等因素将州境内的矿区工程地质条件程度归纳为三型。
　　1.工程地质条件简单的矿区　地质构造简单，构造破碎带不发育，矿体顶底岩层较完整、稳固，风化和岩溶发育程度较弱，一般不良工程地质问题较少者被列为工程地质条件简单的矿区。属于此型的矿区有西昌太和钒钛磁铁矿区等。
　　2.工程地质条件中等的矿区　地质构造中等，构造破碎较发育，无区域性大断裂通过矿区。部分矿体顶底板较软弱破碎，稳固性较差。风化及岩溶作用较强，但发育深度不大。地下水不具较大的静水压力。不良工程地质问题较单一，对矿床开采影响程度较浅。境内属于这种类型的矿区众多，诸如会东满银沟铁矿区，会理拉拉铜矿区，天宝山铅锌矿区等等均属于此型。
　　3.工程地质条件较复杂的矿区　地质构造复杂，构造破碎带发育，岩体破碎强烈，或位于不同构造单元接壤地带，有区域性活动断裂通过。矿体顶底板松散，软弱层较厚，或含水层分布较广。风化及岩溶作用较强，发育很深，并成为矿体的直接顶底板。地下水具有较大的静水压力。不良工程地质问题较多。如盐源地的褐煤煤田。煤层顶底板为第三系弱胶结页岩、粉砂岩、砾岩，其上第四系松散堆积层厚大，顶底板岩层含孔隙潜水和承压水，且岩性软弱，遇水后具流散性质，具有较大的静水压力。煤层只能坑采，开采时会遇到井巷底鼓、冒顶，导坑缩径，矿坑涌水等不良工程地质问题，属于工程地质条件复杂的矿床。
　　(三)矿床开采过程中的不良工程地质问题
　　采掘矿产资源的不良地质问题众多，在矿区及其邻近地段常常出现崩塌、滑坡、片帮、冒顶、泥石流，矿坑突水并疏干邻近水源，地面开裂、沉降、塌陷影响地面地质环境，瓦斯爆炸、热害、污染环境等问题。
　　州境内采掘矿产资源出现的不良工程地质问题，尤以崩滑和泥石流最为突出，由于所处地质构造等背景条件，岩石一般较破碎，不安全事件时有发生，给人民生命财产造成重大损失。