黃泥河老江底水電站壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征

摘要:老江底水電站壩區(qū)位于黃泥河中下游，壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，具有復(fù)雜多樣的構(gòu)造形跡。經(jīng)勘察論證，其構(gòu)造的性質(zhì)特征已基本查明。文章主要根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪對(duì)壩區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造作概要的分析，并評(píng)價(jià)其對(duì)壩址區(qū)工程地質(zhì)條件的影響。

關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)學(xué);壩區(qū);地質(zhì)構(gòu)造;老江底水電站

中圖分類號(hào):TV7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2009)12-0131-02

1引 言

黃泥河位于滇東、黔西，是貴州、云南兩省界河，系南盤江北岸主要支流之一，屬南盤江水系。徑流面積17 7.58 km2，年徑流量2.77億m3。老江底水電站位于黃泥河中下游。

老江底水電站為引水式發(fā)電站，開(kāi)發(fā)目標(biāo)為單一發(fā)電，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量100 MW。壩區(qū)位于興義市雄武鎮(zhèn)北側(cè)的補(bǔ)作村峽谷帶，距雄武鎮(zhèn)約8 km，距魯布革水電站庫(kù)尾約1.0 km。擬建最大壩高61.6 m，正常蓄水位為1 182 m，正常蓄水位以下庫(kù)容1530萬(wàn)m3;引水系統(tǒng)位于左岸，長(zhǎng)141 8.89m;廠區(qū)位于壩址下游1.5 km的河灣地帶左岸坡，為地面廠房。

2壩址區(qū)基本地質(zhì)環(huán)境

壩址位于峽谷進(jìn)口河灣地段，河谷斷面呈 “U”字型峽谷，河流流向由S34°W轉(zhuǎn)向S81°W，谷底高程1130～1145 m，河床寬20～32 m，枯季水面高程1140 m，水面寬22 m，水深約1～2 m，正常蓄水位1182m高程谷口寬約85 m，寬高比約2。谷底兩岸堆積有崩塌巨塊石，左岸坡為陡崖，局部倒懸，山脊高程為1220～1441 m左右;右岸山體雄厚，河面至1 150 m高程坡度陡，近直立，基巖裸露，以上坡度變?yōu)?0～50°，植被發(fā)育，山脊高程為1 585 m左右。

壩址河谷覆蓋層最厚為13.8 m，成分為第四系崩塌堆積、沖洪積層。下伏基巖為三疊系中統(tǒng)個(gè)舊組第四段(T2g4)，巖性主要為中厚至厚層塊狀白云巖、鈣質(zhì)白云巖、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r。

壩址區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺斷裂均有發(fā)育，具有復(fù)雜多樣的構(gòu)造形跡。壩區(qū)構(gòu)造的性質(zhì)特征對(duì)該壩址的成立與否起著決定作用。文章主要根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪結(jié)合鉆探資料，對(duì)壩區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造作概要的分析，并評(píng)價(jià)其對(duì)壩址區(qū)工程地質(zhì)條件的影響。

3壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征

3.1總體特征

老江底水電站壩區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆六盤水?dāng)嘞萜瞻残o構(gòu)造變形區(qū)南東側(cè)邊緣與北東向構(gòu)造變形區(qū)交界部位，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，具有復(fù)雜多樣的構(gòu)造形跡。

壩區(qū)所在處的主體構(gòu)造格局為一系列北東—南西向延伸的背、向斜，但在一些部位被同樣是北東—南西向延伸的一些斷層所錯(cuò)動(dòng)，所產(chǎn)生的地層效應(yīng)總體是地層缺失，使得部分褶皺形態(tài)不再完整(見(jiàn)圖1)。區(qū)內(nèi)還發(fā)育有少量的北西向斷層，使得地層的錯(cuò)動(dòng)和分布情況更加復(fù)雜。特別是區(qū)內(nèi)后期又疊加了北西向構(gòu)造，使構(gòu)造輪廓更趨復(fù)雜，但基本上沒(méi)有改變區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造格局為北東-南西向構(gòu)造的特征。

1向斜軸2背斜軸3逆斷層及編號(hào)4正斷層及編號(hào)5個(gè)舊組第四段第二層5個(gè)舊組第四段第一層5龍?zhí)督M第二段

圖1 老江底地質(zhì)圖

在北東向褶皺中，背斜一般較緊閉，而向斜則比較寬緩。區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的褶皺為岔江向斜，壩區(qū)位于向斜南東翼。在壩區(qū)附近發(fā)育老江底向斜，該向斜位于雄武背斜與魯邑背斜之間，同樣沿北東-南西方向展布，但被老江底斷層嚴(yán)重破壞，特別是向斜的南東翼，基本上全部缺失，就連向斜的轉(zhuǎn)折端大部分也被錯(cuò)失，僅在補(bǔ)作附近還保留有一段。壩址即位于殘留的這段向斜轉(zhuǎn)折端附近。

受大的褶皺構(gòu)造作用的影響，同時(shí)也因?yàn)槲挥诶辖讐号鄬拥纳媳P，受斷層構(gòu)造作用影響強(qiáng)烈，在老江底向斜內(nèi)部，特別是靠近轉(zhuǎn)折端的部位，還發(fā)育有更次級(jí)的小褶皺(見(jiàn)圖1)，在壩區(qū)表現(xiàn)很明顯。后期又受到構(gòu)造作用，形成北西向的構(gòu)造形跡，使得北東向褶皺形態(tài)又進(jìn)一步發(fā)生改變，北西向和北東向構(gòu)造的疊加導(dǎo)致地質(zhì)露頭復(fù)雜多樣的構(gòu)造形跡和多變的巖層產(chǎn)狀。下面分別從斷層、褶皺兩個(gè)方面分析壩區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征。

3.2斷層

在壩區(qū)附近，具有一定規(guī)模的斷層發(fā)育兩條，分別為老江底斷層(F1)和下普里—補(bǔ)作斷層(F13)。

3.2.1老江底斷層(F1)

老江底斷層是一條區(qū)域性的大斷層，北東方向起自鍋底河水庫(kù)一帶，往南西方向經(jīng)白碗窯，過(guò)老江底進(jìn)入研究區(qū)并繼續(xù)往南西方向延伸，全長(zhǎng)數(shù)十公里?？傮w走向北東50°，傾向北西，傾角25~50°。

在壩區(qū)一帶老江底斷層位于壩址左岸，露頭距壩址最近約220 m，斷層面穿越河床下部。其性質(zhì)表現(xiàn)為:上盤為三疊系中統(tǒng)個(gè)舊組(T2g)白云巖、灰?guī)r，下盤為二疊系龍?zhí)督M(P2L)砂巖、粉砂巖、泥巖夾煤層。斷層致使區(qū)內(nèi)缺失二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興大隆組以及三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)和永寧鎮(zhèn)組地層，缺失地層總厚度1400～2500m，因此，斷層規(guī)模較大。斷層破碎帶寬5～20m，多數(shù)具棱角狀的白云巖、砂巖，角礫經(jīng)鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)成斷層角礫巖，膠結(jié)較緊密，正斷層特征十分明顯(見(jiàn)圖2)。

圖2 老江底斷層帶剖面素描圖（吳家灣村西）

根據(jù)地表地質(zhì)測(cè)繪結(jié)合壩區(qū)坑槽探、鉆探資料分析，該斷層在走向上和傾向上均有舒緩波狀特點(diǎn)，反映出斷層面是一個(gè)曲面。在吳家灣村西側(cè)公路開(kāi)挖面(切斷層)和槽探揭露，斷層下盤的粉砂巖、泥巖在近斷層處表現(xiàn)出向斜褶皺牽引，在斷層破碎帶中，已被鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)成巖的角礫巖又被分割成透鏡狀的角礫，并發(fā)育一組陡傾角具壓剪性質(zhì)的次級(jí)裂隙，這些現(xiàn)象說(shuō)明該斷層在后期還有一次上盤往上逆沖的作用。該斷層活動(dòng)的時(shí)間，由于尚無(wú)測(cè)年資料，準(zhǔn)確確定其形成時(shí)代有困難，從其影響的地層和區(qū)域資料來(lái)看，推測(cè)該斷層形成于燕山早期，燕山晚期再次活動(dòng)。

3.2.2下普里—補(bǔ)作斷層(F13)

該斷層西起下普里村的南東方向，大體順山脊往南東方向延伸，切過(guò)1363.2高地南側(cè)后直至交于老江底斷層。由于露頭不好，二者交切關(guān)系不明，但從地層錯(cuò)動(dòng)情況分析，F(xiàn)13斷層應(yīng)在老江底斷層之前形成。F13斷層在壩區(qū)的出露長(zhǎng)度為2.56 km，表現(xiàn)為北西走向，傾向南西，傾角較陡，為65~75°。斷層下盤為中三疊統(tǒng)個(gè)舊組第二段薄至中厚層白云巖、泥質(zhì)白云巖，上盤為個(gè)舊組第四段中厚至厚層白云巖類中薄層灰?guī)r泥質(zhì)的云巖。斷層上盤表現(xiàn)為下滑，為正斷層性質(zhì)。

斷層形成的時(shí)期，推測(cè)其與北東向構(gòu)造大體同時(shí)形成，即燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期。

3.3褶皺

由于曾遭受北東向和北西向構(gòu)造的作用，因此區(qū)內(nèi)保留了北東向褶皺和北西向褶皺的形跡。另外，在一些陡坎處還可以在陡傾的中薄層白云巖、灰?guī)r中見(jiàn)到一些層間小揉皺。

3.3.1北東向褶皺

圖3 層間小揉皺剖面圖

前已述及，電站壩區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上處于軸向北東的魯邑背斜和雄武背斜之間的老江底向斜位置，由于老江底斷層和其它斷層的改造，老江底向斜已不完整(圖3)。

除了區(qū)域上的由地層的展布表現(xiàn)出的高級(jí)別褶皺外，還有由地層產(chǎn)狀的變化反映出來(lái)的次級(jí)褶皺。這些次級(jí)褶皺，在吳家灣以西的黃泥河的左岸(下、上盤)區(qū)段，表現(xiàn)為一背兩向，軸向北東40°左右。褶皺屬寬緩開(kāi)闊型(見(jiàn)圖4)。

圖4 補(bǔ)作附近殘留的老江底向斜轉(zhuǎn)折端及次級(jí)的北東向次級(jí)褶皺圖

3.3.2北西向褶皺

在補(bǔ)作附近幾十平方公里的范圍內(nèi)，宏觀上似乎看不出有北西向褶皺的存在，然而卻有兩個(gè)現(xiàn)象值得注意，其一為細(xì)分地層的出露和地層產(chǎn)狀的變化;其二為河谷近底部發(fā)育小褶皺。例如，在壩址左岸，巖層產(chǎn)狀的變化明顯表現(xiàn)出軸向北西的一背兩向(圖5)。

圖5 壩址左岸褶皺剖面素描圖

從壩址至廠房的左岸個(gè)舊組第四段(T2g4)表現(xiàn)為多個(gè)類似的寬緩背、向斜構(gòu)造。正是這組北西走向的褶皺構(gòu)造疊加在北東向構(gòu)造之上，才使得個(gè)舊組第四段第2層的巖層在向斜部位或二方向向斜疊加部位保存下來(lái)(見(jiàn)圖4)。

在壩址河谷近底部，見(jiàn)薄層—中薄層灰?guī)r、白云巖表現(xiàn)出復(fù)雜的褶皺形態(tài)，測(cè)量真褶皺軸，一組走向北東，另一組走向北西，復(fù)雜形態(tài)正是疊加改造的結(jié)果，在遠(yuǎn)離疊加地段的上游地段，褶皺形態(tài)相對(duì)較簡(jiǎn)單。

3.4構(gòu)造變形序列

根據(jù)地質(zhì)體的展布和構(gòu)造形跡之間的交切關(guān)系，可將老江底水電站壩區(qū)構(gòu)造變形分為五期:

D1、北東向褶皺變形，伴有南東東向斷層(F13);D2、北西向褶皺變形;D3、北東向正斷層(老江底斷層早期活動(dòng));D4、北東向逆斷層(老江底斷層晚期活動(dòng));D5、地殼抬升，形成河流、階段。D1～D4主要發(fā)生在燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期，D5為喜山運(yùn)動(dòng)時(shí)期。

4壩區(qū)構(gòu)造對(duì)工程地質(zhì)條件影響評(píng)價(jià)

①老江底斷層:據(jù)上述斷層特征分析，該斷層破碎帶寬5～20m，破碎帶中多數(shù)具棱角狀的白云巖、砂巖，角礫經(jīng)鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)成斷層角礫巖，膠結(jié)較緊密。該斷層形成于燕山早期，燕山晚期再次活動(dòng)，無(wú)近期活動(dòng)跡象，為老構(gòu)造，對(duì)壩區(qū)的穩(wěn)定影響不大。

②F13斷層:該斷層位于壩址上游，規(guī)模較小，推測(cè)形成于燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期，無(wú)近期活動(dòng)跡象，為老構(gòu)造，對(duì)壩區(qū)的穩(wěn)定影響不大。

5結(jié) 語(yǔ)

老江底水電站壩區(qū)構(gòu)造雖較復(fù)雜，但均為老構(gòu)造，無(wú)近期活動(dòng)跡象，斷層所形成的破碎不強(qiáng)烈，對(duì)本工程的建造影響不大。

參考文獻(xiàn):

[1] 陳志新，劉玉海，倪萬(wàn)魁，等.黃河大柳樹(shù)壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)及建壩可行性研究[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版) ，1993，(2).