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黃河黑山峽大柳樹松動巖體賦存環境研究
大柳樹地區地處青藏高原東北緣,位于分隔中國大陸東西與南北兩大構造帶的交匯部位,處在中衛-同博士學位論文心活動斷裂帶中的大柳樹逆沖推覆構造帶內.以大柳樹為背景提出松動巖體的概念并對其進行研究,是巖體工程地質學的新現象和新問題.在深入認識松動巖體特征的基礎上,以大柳樹逆沖推覆構造帶的結構和斷裂活動性研究為重點,分析了大柳樹地區大陸動力學環境,探討了松動巖體的形成機制.主要研究成果如下:(1)利用大量新的勘探和試驗資料,驗證了<黃河黑山峽大柳樹松動巖體工程地質研究>(韓文峰等,1993)一書中對松動巖體原有認識的正確性.采用平硐和地表調查、縱波和表面波波速測試以及資料分析,得出松動巖體平面上以大柳樹壩址區為中心,沿大柳樹逆沖推覆構造帶分布,長度大于15 km,深度上基本包括了大柳樹壩址區現有全部勘探工程揭露的巖體范圍.(2)采用航衛片解譯、地質填圖、剖面測繪、電導率成像測試和已有物探資料的分析,查明了大柳樹逆沖推覆構造帶各主干斷層在平面上的交切關系.明確提出夾于F3與F7斷層之間的大柳樹壩址所在的寒武系地層是一無根沖起的外來塊體.F1斷層南北兩側構造線的不一致是由于中衛一同心活動斷裂帶長期持續左旋錯動的結果.大柳樹逆沖推覆構造帶可分為后緣、中部和前緣3個逆沖巖帶,其演化模式是由南向北的逆沖發展過程,同時伴隨著各大斷裂不同程度的左旋走滑錯動.(3)首次嘗試測定了斷層泥吸附氣體組成.采用遙感影像解譯、典型剖面研究、階地與斷層活動關系研究、石英顆粒表面結構分析和斷層測年等方法,對斷裂活動性、測年成果的可靠性和活斷層工程意義進行了研究.按照<水利水電工程地質勘察規范>,大柳樹逆沖推覆構造帶中的主干斷層和壩址區絕大多數次級斷層均為活斷層,且主干斷層和次級斷層具有整體活動效應,壩址存在工程抗斷問題.同時,斷層泥吸附氣體、化學成分、礦物成分、粒度組成及分維值特征均與斷層活動年代之間密切相關.(4)廣泛收集資料分析了大柳樹地區的大陸動力學環境.認為巖石圈上、下結構的協調與不協調關系具有普遍性,而且中衛-同心斷裂帶劃分為北祁連與走廊過渡帶的分界較為合理.15萬年以來,祁連山北緣的新構造垂直運動幅度總體上存在西強東弱的趨勢,中衛-同心斷裂帶主要表現為水平運動.通過地震活動規律研究,認為晚更新世末期以來,大柳樹地區曾經是多次大地震的極震區,區域地殼運動模式具有條狀塊體沿斷裂帶的滑移和一定時段內塊體按一定方向旋轉的雙重或多重屬性.(5)實際調查了新疆富蘊和陜西華縣等現代強震區巖體破壞特征,并配合進行了振動試驗和數值模擬手段.結果表明:松動巖體是在適宜的介質條件、強大的地震動力、有利的環境條件和表生加劇等因素綜合作用下形成的,是特定地質環境演化的產物;地震動力是松動巖體形成的基本動力.
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