江西萬安核電站選址區(qū)的斷裂構造特征分析與評價

許章宏， 廖宇華， 龍期華

(核工業(yè)270研究所，江西 南昌 330200)

江西萬安核電站選址區(qū)的斷裂構造特征分析與評價

許章宏， 廖宇華， 龍期華

(核工業(yè)270研究所，江西 南昌 330200)

核電站的建設離不開穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境，為了評價江西萬安核電站選址區(qū)的區(qū)域穩(wěn)定性，在收集萬安核電站選址區(qū)以往地質(zhì)資料的基礎上，通過遙感解釋、野外地質(zhì)調(diào)查，選擇區(qū)域范圍內(nèi)的代表性斷裂，從宏觀到微觀分析斷裂構造特征，分析了萬安核電站選址區(qū)斷裂活動期及第四紀新構造運動狀況，確定了萬安核電站選址區(qū)斷裂均為前第四紀斷裂，第四紀無斷裂構造活動，從而為評價萬安核電建設地區(qū)的區(qū)域穩(wěn)定性提供證據(jù)。

代表性斷裂;斷裂活動期;新構造運動;斷裂特征分析

江西萬安核電站選址區(qū)位于華南褶皺系贛中南隆褶贛西南拗陷內(nèi)，區(qū)內(nèi)主要存在三個構造層:晚元古代至早古生代加里東褶皺基底、晚古生代海西-印支褶皺蓋層、燕山-喜馬拉雅大陸邊緣拉張盆地沉積。由于構造運動的疊加和改造，從而形成了測區(qū)錯綜復雜的構造體系(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984)。

選址區(qū)內(nèi)斷裂構造主要分為北東—北北東、北西及近東西向三組，以北東—北北東向為主，北西向次之，少量近東西向(圖1)。

選址區(qū)范圍出露的地層自老到新有震旦系上統(tǒng)的壩里組(Z2b)、老虎塘組(Z2l);寒武系下統(tǒng)的牛角河組(∈1nj)、中統(tǒng)的高灘組(∈2gt)，上統(tǒng)的水石組(∈3sh);泥盆系中統(tǒng)的云山組(D2y)，上統(tǒng)的中棚組(D3z)、三門灘組(D3s)、嶂崠組(D2zd);石炭系下統(tǒng)的梓山組(C1z)，上統(tǒng)的大埔組(C2d)、馬平組(C2m);侏羅系中統(tǒng)羅坳組(J2la);白堊系上統(tǒng)贛州群的茅店組(K2m)、周田組(K2z)，南雄群宏崗組(K2hg)、沙村組(K2s)、古坪組(K2gp);第三系古新統(tǒng)龍溪組(E1la)和第四系(Q)更新統(tǒng)的贛縣組、進賢組、蓮塘組和全新統(tǒng)的聯(lián)圩組、贛江組等。

選址區(qū)巖漿巖零星出露于武山、天星崗、西崗山一帶，選址區(qū)外圍東部也有出露，呈橢圓狀或透鏡狀和巖脈出露，明顯受北東向構造控制，侵入體面積較大的有西崗山侵入體(βμ)和天星崗侵入體(βμ)。西崗山侵入體 K-Ar法測得年齡為63.5 Ma，天星崗侵入體全巖 K-Ar法年齡值為 62.6 Ma①江西地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究大隊區(qū)調(diào)三隊410隊.1995.1∶50000泰和縣幅地質(zhì)圖說明書.，侵入體巖漿起源于上地幔玄武質(zhì)巖漿，侵入過程具有顯著的脈動性，巖漿通道的構造環(huán)境與深大斷裂有關，根據(jù)侵入接觸關系，將其侵入時代歸屬早第三紀(余心起等，2005)。

1 工作技術思路

在區(qū)內(nèi)現(xiàn)有區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料(1∶20萬、1∶5萬等)和前人工作成果的基礎上②江西省地質(zhì)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊.1994.江西核電廠初步可行性研究階段煙家山候選廠址地質(zhì)調(diào)查報告.，首先進行高精度衛(wèi)星影像的斷裂解譯，特別是近廠區(qū)影像線狀構造解譯;其次對選址區(qū)區(qū)域范圍進行地質(zhì)調(diào)查，選擇代表性斷裂，調(diào)查斷裂構造的展布與產(chǎn)狀、性質(zhì)及演化簡史，重點是斷裂構造的展布特征和新構造運動特征的描述，判斷斷裂現(xiàn)今是否活動和第四紀是否存在新構造運動，從而為評價核電廠的區(qū)域穩(wěn)定性提供有力證據(jù)。

本次調(diào)查選址區(qū)內(nèi)長度在10 km以上的及穿越較新地層有評價意義的斷裂進行構造特征分析，計有NE—NNE向F1，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)6，F(xiàn)9及f1;NW向斷裂F2，F(xiàn)10，F(xiàn)11;近NW向代表性斷裂F5，F(xiàn)7和F8。

2 斷裂構造特征分析及評價

2.1 北東—北北東向斷裂特征

圖1 江西萬安核電站區(qū)域范圍斷裂構造分布圖Fig.1 The rift distribution map of nuclear plant area

該組斷裂是調(diào)查區(qū)內(nèi)最為發(fā)育的一組斷裂，主要分布于淺變質(zhì)巖區(qū)及泰和—吉安紅盆盆緣附近，表現(xiàn)為一系列壓性、壓扭性斷裂和由泥盆系、石炭系、白堊系組成的向斜盆地。斷裂規(guī)模較大，延長一般在10 km以上，形成于加里東-燕山期。

萬安斷裂(F4)是區(qū)內(nèi)北東向斷裂的代表，它是區(qū)域上遂川—萬安斷裂的一部分，也是泰和—吉安盆地東南側(cè)的控盆構造。該斷裂大致呈NE45°伸展，在調(diào)查區(qū)內(nèi)延伸長度約40 km，寬幾十～幾百米(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1984;張永忠等，2000;王迪文等，1997)。圖2為F4的一個橫剖面，斷裂由“片理化帶、擠壓破碎角礫巖帶、擠壓片理透鏡體帶、強硅化角礫巖帶、硅化破碎帶”等五個帶組成。微觀資料顯示，垂直斷面切片中，透鏡體成疊瓦狀分布，并呈“礫包礫”現(xiàn)象，反映了斷裂多期次活動特征。圖2中白堊系晚期古坪組地層不整合超覆于F4之上，說明到燕山期末，F(xiàn)4活動終止，屬前第四紀構造。

圖2 萬安斷裂(F4)No.29-1素描圖Fig.2 The sketch map of Wan’an rift(F4，No.29-1)

f1是離廠址區(qū)最近的NNE向斷裂，圖3為該斷裂工程揭露平面圖，該斷裂發(fā)育于白堊系南雄群宏崗組中段(K2hg3)紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖之中，未進入第四系地層，產(chǎn)狀286°∠74°，構造延伸約290 m，帶寬0.3～0.8 m，節(jié)理裂隙發(fā)育，帶內(nèi)主要發(fā)育碎裂巖，并見擠壓透鏡體;蝕變現(xiàn)象發(fā)育。可見該斷裂規(guī)模較小，到第四紀該斷裂活動業(yè)已停止，屬前第四紀構造。

2.2 北西向斷裂特征

該組斷裂在調(diào)查區(qū)西部和南東部發(fā)育，斷裂性質(zhì)有壓性、張性和壓扭性，少數(shù)具有走滑特征。

調(diào)查區(qū)內(nèi)NW向斷裂主要表現(xiàn)為脆性變形，并具多期活動特點:最早形成于加里東運動，表現(xiàn)為壓性特征;燕山早期，由于盆地的初始拉張，NW向斷裂開始復活，產(chǎn)生硅化破碎，斷裂寬度加大;燕山晚期，由于盆地脈動式多次拉伸，使斷裂性質(zhì)產(chǎn)生壓、張的多次轉(zhuǎn)化，構造巖多次重復破碎、膠結，同時形成一系列小規(guī)模NW向斷裂。

NW向F11存在于白堊系上統(tǒng)茅坪組之中(圖4)，延伸長度小于300 m，發(fā)育于K2m1紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖之中，未進入第四系地層之中，說明該斷裂到第四紀該斷裂活動業(yè)已停止，屬前第四紀構造。

圖3 方田背斷裂(f1)工程揭露平面圖Fig.3 The engineering expose plan map of Fangtianbei rift(f1)

2.3 近東西向斷裂

該斷裂組以脆性變形為主，多伴有硅化和角礫巖化，使石炭紀地層重復和缺失，常被北西、北東，近南北向斷裂切錯，活動時期主要為印支-燕山期，以F5，F(xiàn)7，F(xiàn)8為代表。

圖5為五龍山斷裂(F5)橫剖面，F(xiàn)5發(fā)育于泥盆系與寒武系地層之間，近EW走向，傾向NNW，傾角70°左右，發(fā)育硅化、破碎和擠壓糜棱巖化現(xiàn)象，為正斷層，長約15 km，被北東向斷層切割，其南東端為白堊系茅店組地層不整合覆蓋。

F5構造帶內(nèi)發(fā)育三條寬2至十余米的破壁理帶，壁理發(fā)育，巖石破碎，糜棱巖化較強，扭曲牽引現(xiàn)象發(fā)育，反映了F5多期次活動特征。K2m1地層角度不整合于F5主構造帶之上，說明該斷裂在燕山晚期業(yè)已停止活動，屬前第四紀構造。

2.4 斷裂活動特征評價

萬安核電站選址區(qū)區(qū)域上，近東西向斷裂常被北東、北西向切錯，北西向又被北東—北北東向切錯(圖1)，說明該區(qū)域近東西向斷裂形成期最早，北西向次之，而北東—北北東向最晚。

通過調(diào)查，區(qū)內(nèi)主要斷裂特征見表1。各斷裂活動期未晚于燕山末期，斷裂構造巖結構較緊密，斷裂對不同高程的地貌無位移變形跡象;斷裂上覆的第四系中更新統(tǒng)無明顯錯動現(xiàn)象，所以均為前第四紀斷裂。

3 第四系區(qū)域線狀影像解譯和新構造運動評價

根據(jù)衛(wèi)星遙感影像解譯，區(qū)內(nèi)在第四系區(qū)域內(nèi)存在3條規(guī)模較大的線狀影像，解釋位置見圖1。

a1線狀影像基本上沿著泰和—萬安紅盆西緣邊界分布，在地礦部出版的1/5萬、1/20萬等地質(zhì)圖上不存在一條與之對應的斷裂①。通過勘查，發(fā)現(xiàn)在泰和—萬安盆地西邊界東側(cè)的紅盆內(nèi)部，北北東向線狀谷地發(fā)育;線狀影像南段和北段本次調(diào)查未見構造形跡，僅在萬安縣高陂鎮(zhèn)南弦上村村東低丘山坡發(fā)現(xiàn)小斷裂F11(圖4)，它應是吉安—泰和盆地的西緣邊界。

a2為江西省地質(zhì)局推測的桔園—高坪北北東向隱伏斷裂①，崔學軍等(2004)，梁興等(2006)認為存在區(qū)域上的贛江斷裂。a2在地表沒有出露斷裂，沿贛江兩岸的紅盆地層產(chǎn)狀比較穩(wěn)定(贛江西岸地層產(chǎn)狀125°∠15°，贛江東岸地層產(chǎn)狀132°∠12°);根據(jù)贛江河谷鉆探資料(圖6)，贛江河谷下伏基巖巖芯比較完整，基巖面起伏不大，鉆孔均未揭露到斷裂跡象。

a3為近區(qū)域范圍北西向贛江河谷段，是贛江河道遷移的結果。據(jù)萬安電站普查和勘探結果，此帶基巖面穩(wěn)定，未見斷層跡象。

由此可以確定第四紀以來，調(diào)查區(qū)內(nèi)無活動斷裂發(fā)生，新構造運動不發(fā)育。

表1 江西萬安核電站區(qū)域斷裂特征簡表Tab.1 The rift feature of Wan’an nuclear power plant area in Jiangxi province

圖6 黃乾-康家贛江河谷鉆孔剖面圖(15-15’)Fig.6 Ganjiang river valley drilling section map of Huanggan-Kangjia(15-15’)

4 結論

核電廠選址區(qū)范圍內(nèi)斷裂主要有NE—NNE向、EW向和NW向三組，通過調(diào)查，各斷裂活動期未晚于燕山末期，斷裂構造巖結構較緊密，斷裂對不同高程的地貌無位移變形跡象;斷裂上覆的第四系中更新統(tǒng)無明顯錯動現(xiàn)象。所以3組斷裂均為前第四紀斷裂。

核電廠選址區(qū)范圍區(qū)零星出露早第三紀基性巖漿巖，說明調(diào)查區(qū)在喜山早期構造活動仍比較強烈。

核電廠選址區(qū)范圍區(qū)內(nèi)無晚第三紀、第四紀火山巖漿活動，第四紀無活動斷裂存在，說明調(diào)查區(qū)現(xiàn)代地質(zhì)構造活動趨于穩(wěn)定。

崔學軍，夏斌，曾佐勛，等.2004.贛江斷裂與郯廬斷裂接合作用及其成礦意義［J］.大地構造與成礦學，28(1):1-7.

江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1984.江西省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京:地質(zhì)出版社:707-708.

梁興，吳根耀.2006.贛江斷裂帶中生代的演化及其地球動力學前景［J］.地球科學，41(1):64-80.

王迪文，龍?zhí)?1997.泰和盆地構造和演化初探［J］.江西地質(zhì)科技，24(4):165-169.

余心起，舒良樹，鄧國輝，等.2005.江西吉泰盆地堿性玄武巖的地球化學特征及其構造意義［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，19(1):134-139.

張永忠，楊永革.2000.泰和盆地龍溪段的建立及其沉積環(huán)境分析［J］.江西地質(zhì)，14(4):259-261.

Analysis and Evaluation of Fault System in Wan’an Nuclear Power Plant Location Site in Jiangxi Province

XU Zhang-hong， LIAO Yu-hua， LONG Qi-hua
(No.270 Research Institutes，Nanchang，JX 330200，China)

s:The nuclear power plant construction must have stable geological environment.In order to evaluate regional stability of Wan’an nuclear power plant in Jiangxi province，some typical faults are selected to analyse fault features in macro and micro scales through collecting of previous geological data，remote sensing interpretation，field geological survey in the nuclear power plant site.On basis of analysis of active stage of faults and Quaternary new-tectonic movement，it is assured that all the faults in the nuclear power plant site were pre-Quaternary，and there is no any fault activity in Quaternary.These provide strong evidences for evaluation of regional stability of Wan’an nuclear power plant construction site.

.typical fault;active stage of fault;new-tectonic movement;analysis of fault feature

P542.3

A

1674-3504(2011)03-242-06

10.3969/j.issn.1674-3504.2011.03.007

2011-02-22

許章宏(1965—)，男，高級工程師，長期從事鈾礦地質(zhì)科研和工程勘察工作。