敦格鐵路塞什騰山區的地質構造特征

摘 要：工程地質條件在基礎工程建設中極其重要，地質構造條件尤其突出，本文通過具體的工程實例，結合地質勘察過程中出現的具體地質現象，探討了在地質構造條件較為復雜的情況下地質外業勘察中具體的注意事項。

關鍵詞：地層 斷褶帶 塞什騰 構造特征

中圖分類號：P642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0030-02

人類認識自然的能力是一個循序漸進的過程，工程地質勘察是對大自然最基本、最接近的認識過程。地質條件復雜多變、形態各異，地質構造形跡更是如此，有時其分布特點、規模、延伸方向等要素很難弄清楚。地質構造控制著局域內地層的分布范圍與完整性，決定著工程建設的適宜性，認識有誤可能造成工程經濟的浪費或工程事故。本文結合敦格鐵路穿越塞什騰山區的地質構造條件的認識，探討了外業地質勘察中地質構造特征的一些認識及外業調查時的一些方法及注意重點。

1 工程概況

新建敦格鐵路起點位于甘肅省的敦煌市，終點位于青海省的格爾木市，全長約527 km。線路穿越的塞什騰山區是青海省境內的控制性區段，陡峭險峻的山峰與狹窄平坦的溝谷相間分布，橋、隧設置密度極高，路基挖方、擋護工程量大。尤其是該區域的地質構造特征復雜多變，斷裂構造極為發育，地層的時代、巖性及接觸關系極其紊亂。因此盡可能詳實、細致的反映該區域的地質構造對該區段的基礎工程建設起到關鍵的作用。

2 地質構造特征

該區位于柴達木盆地北緣，地質構造體系屬于柴達木北緣巨型反S型構造。漫長的地質年代中，經過復雜的地質變動，不同時期、不同規模、不同力學性質的構造形跡發育廣泛，形成了復雜的構造形變，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木盆地和花海子盆地。路線位于塞什騰山斷褶帶內。

塞什騰山斷褶帶長約70 km，寬約15 km，地貌上為北西—北西西向的山脈和溝谷相見的復式山系，伴有走向深大斷裂，帶內巖漿活動復雜多變，褶皺及斷層及其發育，并且具有長期、多次、反復活動的特點。該區域構造體系如圖1所示。

2.1 塞什騰山斷褶帶的幾何學特征

線路穿越塞什騰山區段內發育的斷層主要有：公路溝斷層、橄欖溝斷層、塞什騰—綠梁山斷層帶、海合溝斷層、結綠素斷層和五彩山斷層。在地質構造的幾何學特征上橄欖溝斷層、結綠素斷層和五彩山斷層最具代表性。

橄欖溝斷層位于賽什騰長隧道進口附近，沿橄欖溝展布，由于受北東及南北向斷層切割，斷層產狀變化較大，總體走向330°，傾向北東，傾角大于30°，出露長度大于25 km，北盤為震旦系灰綠色斜長角閃片巖、大理巖、白云巖，南盤為蝕變安山巖，破碎帶寬100～200 m。斷層南盤的陡峭山體均呈現帶狀展布的典型斷層三角面。如圖2所示。

結綠素斷層和五彩山斷層基本平行，位于高泉五號特大橋處，相距約1.5～2 km，局部地段有分支與合并現象，總體走向3300，傾向北東，傾角700°，出露長度45 km左右，具壓扭性特征，破碎帶寬10～20 m。五彩山斷層上盤為奧陶系蝕變安山巖，下盤為石炭系灰巖；結綠素斷層上盤為石炭系灰巖，下盤為第三系泥巖、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木北緣標準的一個反“S”型構造，褶皺及壓扭性斷裂的總體構造線方向均在3100左右，其主應力為北東—南西向水平引力作用下，形成一組北東走向的張（扭）面，同時形成兩組近南北走向或近東西走向的扭裂面。受構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重片理化，局部甚至頁理化，充填的花崗閃長巖脈、石英巖脈被擠壓成構造透鏡體。破碎帶侵入的超基性巖—— 蛇紋巖受后期構造作用，構造面極其發育，部分構造面發育的鏡面及纖維化作用明顯，斷層兩盤均為硬質巖，受構造作用的影響，構造影跡十分發育，表現為蝕變安山巖的普遍片理化，侵入巖脈的透鏡體化及部分

變質巖的“石香腸”構造。如圖3所示。

2.3 塞什騰山斷褶帶的物性特征

不同的介質其物性反映不同，在地質工程中常常采用不同的地球物理勘探，來反映不同的物性差異，借以分析判定不同的地質體。為了全面解譯塞什騰斷褶帶的構造分界及其物理參數，在選定的斷褶帶內采用地震折射層析法、高密度電法、波速測試、綜合測井及及音頻大地電磁法測試方法，根據物探測試，斷層破碎帶縱波速度為1500～2600 m/s，電阻率為113～290 Ω.m，兩側完整巖體的縱波速度為3490～5320 m/s，電阻率為2330～5024 Ω.m。其物性差異特征明顯。根據測試圖像資料，選取的斷褶帶區段物性差異較明顯，成像清晰，解譯明顯，如圖4所示。

2.4 塞什騰山斷褶帶運動學特征

塞什騰山斷褶帶劈理極其發育。劈理是斷裂在形成過程中兩盤相對運動產生的，可以根據斷裂帶內的劈理與斷層之間的關系來判斷斷層的相對運動，通常斷裂帶內劈理和斷層面的交線與斷層兩盤相對運動垂直，因此統計劈理在斷層面的交線也可以來判斷斷層的相對運動。當斷層面與劈理的交線在段層面上的側伏角小于45°時，斷層以上下運動為主；當交線的側伏角大于45°時，斷層以水平運動為主。塞什騰斷褶帶斷層面產狀15°<55°，劈理產狀25°～40°<60°～80°斷裂帶內劈理與斷層面交線的側伏角小于45°向NW側伏，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性特征

斷層的活動性及其活動強度決定著基礎工程建設的適宜性及重大工程位置的布設和防震措施的選擇。線路穿越的塞什騰山區發育有塞什騰—綠梁山活動斷層，斷層活動于全新世，全長約90 km，總體NNW向展布，斷層面傾向NE，傾角60°～70°，由多條不連續的次級斷層組成，斷層發育于石炭系、上第三系及第四系上更新統之間。沿斷裂帶地形突變，在斷裂帶內可見覆蓋于第三系的礫石被錯斷，沿著斷裂帶崩塌、錯落、斷坎、埡口、斷層谷發育，晚更新世時期，受上盤強烈的抬升逆沖作用，第四系上更新統地層層理陡傾，局部傾角超過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的持續活動性，

第四系以來斷層向南強烈擠壓。根據熱釋光測年，其最新活動是在12.05±1.02 ka之后，據此推算，該斷層全新世以來的平局水平活動速率為0.83 mm/a；平均垂直活動速率為0.14 mm/a。地質構造和地震有著密切的關系，2008年11月10日大柴旦東南發生6.3級地震，2009年8月28日大柴旦發生6.4級地震，均造成不同程度的建筑物破壞，表明目前該區域地震處于相對活躍階段。

3 結語

自然地質環境復雜多變，人類認識自然的能力相對有限，擬建構筑物的場區地質構造起到關鍵性的作用，直接決定這場地建設的適宜性，對變形和外移要求高的建筑物對場地穩定性的要求更高。因此在工程地質外野勘察階段，認真觀察、詳細記錄地質構造的外在表現特征，深刻分析、深入研究地質構造的力學特征及地質構造的演變過程，弄清楚巖體的空間分布規律、完整性、評價場地的穩定性、判定工程建設的適宜性，為各類工程建設提交合理的工程物理力學參數及工程防治措施。

參考文獻

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