峨眉山玄武巖結(jié)構(gòu)面類型及成生規(guī)律

孫書勤，黃潤秋，張成江，裴向軍

（地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室（成都理工大學(xué)），成都610059）

中國西南地區(qū)峨眉山玄武巖分布廣泛，隨著中國大型水電站的不斷建設(shè)和利用，在峨眉山玄武巖地區(qū)修建的水電站也逐漸增多。當(dāng)玄武巖作為建基巖體時，這些巖體的類型、分布特點和所形成的結(jié)構(gòu)面的類型、分布范圍以及成生規(guī)律等為電站開發(fā)前期首先要面對和關(guān)注的內(nèi)容，尤其是從地球化學(xué)角度來分析研究電站地區(qū)的峨眉山玄武巖巖體結(jié)構(gòu)面的類型和分布特點及成生規(guī)律，還無較為完善的研究成果，所以此項研究對在峨眉山玄武巖分布地區(qū)進行水電站建設(shè)具有一定的意義。

1 地質(zhì)特性

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

峨眉山玄武巖主要分布在揚子地臺西南緣，出露范圍受斷裂帶控制呈菱形分布，總面積0.5×106km2（圖1）。

揚子地臺西南緣構(gòu)造非常復(fù)雜，構(gòu)造線方向以南北向為主。由西向東可分為：鹽源－麗江臺緣拗陷（）、川滇南北向隆起帶（）、滇東－黔北臺褶帶（）3個次級構(gòu)造單元。

鹽源－麗江臺緣拗陷帶為峨眉山玄武巖覆蓋厚度最大、分布最為廣泛的地區(qū)，位于金河－箐河和錦屏－小金河2條斷裂帶之間，近南北向展布，呈向南東方向凸起的圓弧形構(gòu)造，到鹽源地區(qū)范圍逐漸變寬。

川滇南北向隆起帶是揚子地臺西南緣最重要的構(gòu)造帶，長度約1 000km，寬度由幾十千米到百余千米，西界為金河－箐河斷裂，東界為小江斷裂，北界于石棉略有收斂，南界交匯于金沙江－紅河斷裂帶。

滇東－黔北臺褶帶是指小江斷裂以東、彌勒－師宗斷裂北西的云貴川地區(qū)。臺褶帶里的沉積物顯示該處經(jīng)過了強烈的地殼拗陷。

圖1 揚子地臺西南緣構(gòu)造單元劃分圖［1］Fig.1 Tectonic units division diagram of the south-west margin of Yangtze Platform

二疊紀(jì)是峨眉山玄武巖噴發(fā)的主要時期。早二疊世晚期，康滇古陸以東的部分地區(qū)開始有玄武巖噴發(fā)，古陸以西仍為半深海－淺海環(huán)境。晚二疊世早期，揚子地臺大部分隆升，康滇古陸以東的大部分地區(qū)變?yōu)閮?nèi)陸盆地，并發(fā)生大規(guī)模的大陸溢流相的玄武巖噴發(fā)，古陸以西的鹽源－麗江地區(qū)，則形成海陸交互相的玄武巖噴發(fā)。晚二疊世晚期，揚子板塊又下沉，變?yōu)楹ｊ懡换キh(huán)境。

1.2 空間分布

峨眉山玄武巖空間分布受斷裂帶控制，呈走向近于南北的長菱形。根據(jù)巖漿的噴出相、巖石組合等時空變化規(guī)律，將其劃為：東巖區(qū)（貴州高原區(qū)，為小江斷裂帶以東云貴川三省內(nèi)分布的玄武巖區(qū)）、中巖區(qū)（攀西裂谷巖區(qū)，即東、西巖區(qū)間的玄武巖區(qū)）、西巖區(qū)（鹽源－麗江巖區(qū)，為龍門山斷裂、哀牢山－紅河斷裂帶間隆起的玄武巖區(qū)）［2］（圖2）。

根據(jù)玄武巖噴發(fā)的古地理環(huán)境可知，無論是陸相還是海相，巖漿首先噴發(fā)于康滇古陸兩側(cè)。其中東巖區(qū)以陸相為主，中巖區(qū)為海陸交互相，西巖區(qū)則主要為海相。

圖2 中國西南峨眉山玄武巖分布略圖Fig.2 Distribution map of the Emeishan basalt in the southwest of China（據(jù)何斌等改編，2011）

1.3 巖相學(xué)與巖石學(xué)特征

峨眉山玄武巖噴發(fā)的完整旋回可分為：底部為厚度不均的火山角礫集塊巖，中部為含韻律變化的巨大熔巖流，頂部大多有凝灰?guī)r或正常沉積巖夾層［3］。每一旋回形成的巖石從下往上分別為：致密塊狀玄武巖－斑狀玄武巖－氣孔或杏仁狀玄武巖。

據(jù)研究，峨眉山玄武巖各巖區(qū)都具有：①玄武巖多為裂隙式噴發(fā)，時有中心式噴發(fā)；②巖石組分復(fù)雜，主要巖石為致密塊狀玄武巖、斑狀玄武巖、杏仁（或氣孔）狀玄武巖、凝灰?guī)r等［4］。

峨眉山玄武巖的成因大致有：①地核和地幔邊界或者以上由于地幔熱柱的存在，使地溫大幅度升高，導(dǎo)致地幔部分發(fā)生熔融，產(chǎn)生了巨量巖漿［5，6］；②地幔熱柱上升時，引起上地幔溫度增高，使得地幔熔融，并伴有巖石圈減壓熔融［7，8］；③地幔對流造成局部因強烈受阻而受擠上涌，使地幔溫度升高，形成巖漿［9，10］?？梢妼Χ朊忌叫鋷r成因機理的認(rèn)識存在較大差異，這不僅說明其成因復(fù)雜，而且也說明3個巖區(qū)的玄武巖巖相學(xué)也有一定差異（表1）。

1.4 地球化學(xué)特征

主要元素特征［11］：

a.SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)（w）變化范圍?。?6.90%～50.79%），平均為48.54%；K2O 多數(shù)較低，個別樣品較高，Na2O＞K2O為主要特征；A12O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不大（13%～14%），個別樣品達17%；TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～4%，變化較大。

b.根據(jù)玄武巖的4種氧化物（SiO2、TiO2、Al2O3、〈FeO〉）含量劃分的玄武巖類型，主要為拉斑系列與堿性系列過渡型巖石。

c.玄武巖分為wTiO2≥2.8%的高鈦玄武巖和wTiO2＜2.8%低鈦玄武巖兩類［5］。東巖區(qū)巖性單一，多見高鈦玄武巖；西巖區(qū)巖性比東巖區(qū)略復(fù)雜，以低鈦玄武巖為主，部分高鈦玄武巖。其中，高鈦玄武巖和低鈦玄武巖的成因，或許是來自于不同地幔源區(qū)且熔融程度不同的結(jié)果。

表1 峨眉山玄武巖不同巖區(qū)巖相對比表Table 1 Lithofacies contrast of the Emeishan basalts from different rock areas

微量元素地球化學(xué)特征［12］：

雖然峨眉山玄武巖3個巖區(qū)的微量元素含量具很大的變化范圍，但各個巖區(qū)的微量元素配分模式（圖3、圖4）和稀土元素配分模式的形態(tài)卻近似相同。

圖3 峨眉山玄武巖微量元素配分模式Fig.3 Trace element distribution patterns of the Emeishan basalt

圖4 峨眉山玄武巖REE配分模式Fig.4 REE distribution patterns of the Emeishan basalt

圖5 峨眉山玄武巖Th-Hf/3-Ta圖Fig.5 Th-Hf/3-Ta diagram of the Emeishan basalt（作圖方法據(jù) Wood，1980）

微量元素比值及有關(guān)圖解是判別玄武巖形成環(huán)境的有效方法。在 Wood（1980）的 Th-（Hf/3）-Ta圖中（圖5），3個巖區(qū)的樣品都集中在富集型洋中脊玄武巖、板內(nèi)玄武巖和島弧拉斑玄武巖的交接區(qū)域。在 Meschede（1986）的（Zr/4）-2Nb-Y圖中（圖6），絕大部分東巖區(qū)和中巖區(qū)樣品分布在板內(nèi)拉斑玄武巖和板內(nèi)堿性玄武巖區(qū)域；西巖區(qū)樣品除分布在板內(nèi)拉斑玄武巖和板內(nèi)堿性玄武巖區(qū)域外，部分樣品還分布在富集型洋脊玄武巖和火山弧玄武巖區(qū)域。在汪云亮等［13］和作者［14］的玄武巖形成環(huán)境高場強元素判別圖（圖7）上，3個巖區(qū)大部分樣品分布在大陸板內(nèi)陸內(nèi)裂谷（或陸緣裂谷）拉斑玄武巖和大陸拉張玄武巖區(qū)域，小部分樣品分布在地幔柱玄武巖區(qū)（圖7-C）。

上述特征表明，雖然各巖區(qū)玄武巖的巖石學(xué)特征有一定的差異，但巖漿源區(qū)相似。

圖6 峨眉山玄武巖Zr/4-2Nb-Y圖Fig.6 Zr/4-2Nb-Y diagram of the Emeishan basalt（作圖方法據(jù)Mechede，1986）

圖7 峨眉山玄武巖三大巖區(qū)構(gòu)造環(huán)境高場強元素判別圖Fig.7 Tectonic settings identification scheme of the basalts by the high field strength elements

2 結(jié)構(gòu)面類型

2.1 結(jié)構(gòu)面分類

玄武巖的原生結(jié)構(gòu)面：指玄武巖在噴發(fā)、冷凝過程中形成的各類結(jié)構(gòu)面，是成巖過程中形成的相對較軟弱的面，它使玄武巖表現(xiàn)出似層狀構(gòu)造，并且還被后期的淺表生改造和構(gòu)造運動所利用，使巖體力學(xué)性質(zhì)降低。在構(gòu)造作用下形成的多數(shù)層間錯動帶和部分層內(nèi)錯動帶均為沿此類結(jié)構(gòu)面發(fā)育而成。包括：①由巖漿侵入于早期玄武巖中形成的侵入結(jié)構(gòu)面（流面）；②海相噴發(fā)形成的枕狀構(gòu)造；③巖漿冷凝形成的柱狀節(jié)理；④巖漿噴發(fā)間斷界面上的凝灰?guī)r夾層和沉積夾層；⑤巖漿爆裂式噴發(fā)形成的集塊巖和火山角礫巖層；⑥各類蝕變結(jié)構(gòu)面等（表2）。

玄武巖的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面：主要是由于構(gòu)造運動，使巖流層沿著早期的原生結(jié)構(gòu)面和節(jié)理、裂隙發(fā)生剪切錯動，所產(chǎn)生的層間錯動帶和層內(nèi)錯動帶（表3）。它們構(gòu)成了壩區(qū)主要的軟弱結(jié)構(gòu)面。由于層內(nèi)和層間錯動帶分布廣、數(shù)量多，且對巖體的結(jié)構(gòu)條件和完整性產(chǎn)生很大影響，對巖體的工程地質(zhì)特性有較大的控制作用，是工程地質(zhì)問題中重要的控制性邊界條件之一。

表2 玄武巖原生結(jié)構(gòu)面特征Table 2 The characteristics of the primary structural plane of the basalt

玄武巖的淺表生結(jié)構(gòu)面：因河谷下切，卸荷引起應(yīng)力場分異調(diào)整而發(fā)生巖體的變形破裂改造。表現(xiàn)為原有巖體的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其工程地質(zhì)性狀變差，其內(nèi)出現(xiàn)隱微裂隙，并產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)面（表4）。

2.2 結(jié)構(gòu)面類型

三大巖區(qū)玄武巖巖漿源區(qū)大地構(gòu)造環(huán)境都屬于分離的大陸板塊邊緣裂谷環(huán)境，但是由于巖漿噴發(fā)時東巖區(qū)為滇東－黔北臺褶帶，中巖區(qū)為康滇隆起帶，西巖區(qū)為鹽源－麗江臺緣拗陷，并且東巖區(qū)的巖相古地理環(huán)境為陸相，中巖區(qū)的古地理環(huán)境為海陸交互相，西巖區(qū)則為海相，因此三大巖區(qū)所形成的玄武巖結(jié)構(gòu)面類型有很大差異。東巖區(qū)主要是集塊巖和火山角礫巖夾層、凝灰?guī)r夾層、柱狀節(jié)理、沉積巖夾層等所形成的原生結(jié)構(gòu)面；中巖區(qū)以侵入結(jié)構(gòu)面（流面）、蝕變結(jié)構(gòu)面及風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面最為明顯；西巖區(qū)則發(fā)育構(gòu)造結(jié)構(gòu)面、蝕變結(jié)構(gòu)面以及枕狀構(gòu)造。

2.2.1 玄武巖噴發(fā)間斷形成的結(jié)構(gòu)面特征

峨眉山玄武巖在西南地區(qū)大面積分布，而且從東到西厚度逐漸增加，并具有多次噴發(fā)旋回。在研究了5個水電站（分屬于三大巖區(qū)，圖8）的玄武巖噴發(fā)間斷界面特征后發(fā)現(xiàn)，每次噴發(fā)間斷期，都形成了不同類型、不同程度的巖漿噴發(fā)間斷面，即結(jié)構(gòu)面。主要分為2種類型：①巖漿早期爆裂式噴發(fā)形成的，由顆粒粗大、具較大孔隙的火山角礫巖、火山集塊巖構(gòu)成的結(jié)構(gòu)面。這類結(jié)構(gòu)面主要分布在各噴發(fā)旋回的底部，在東巖區(qū)和中巖區(qū)最為發(fā)育。②巖漿噴發(fā)間歇期形成的，由火山沉積碎屑巖和正常沉積物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)面，如凝灰?guī)r、沉積巖、煤層等軟巖夾層。這類結(jié)構(gòu)面主要存在于各噴發(fā)旋回的頂部，以東巖區(qū)最為發(fā)育。

表3 玄武巖構(gòu)造結(jié)構(gòu)面特征Table 3 The characteristics of the structural plane of the basalt

表4 玄武巖淺表生結(jié)構(gòu)面特征Table 4 The characteristics of the epigenetic structural plane of the basalt

圖8 所研究的水電站在三大巖區(qū)中的位置Fig.8 Location of the studied hydropower stations in three rock regions（改自何斌等［15］，2011）

a.凝灰?guī)r夾層特征

凝灰?guī)r的凝灰是指由半數(shù)以上粒徑＜2mm的火山碎屑物（巖屑、晶屑、玻屑和火山灰顆粒）組成的結(jié)構(gòu)。凝灰?guī)r具有異常高的化學(xué)活性（成粉的凝灰?guī)r常溫下會生成具凝膠性的水化物）、多孔性（平均孔隙度為55.46%）、膨脹性（酸性的凝灰?guī)r玻璃質(zhì)在高溫瞬時灼燒下，體積將膨脹數(shù)倍至幾十倍）、復(fù)礦性（不穩(wěn)定，易蝕變，在水介質(zhì)中經(jīng)水解脫玻，向沸石類、蒙脫石類礦物或高嶺土、埃洛石類礦物轉(zhuǎn)化）等性質(zhì)［16］，這些性質(zhì)說明凝灰?guī)r的工程力學(xué)性質(zhì)極易變差，在玄武巖壩基的水電站中，凝灰?guī)r層常由于構(gòu)造作用形成軟弱結(jié)構(gòu)面。

三大巖區(qū)出露的峨眉山玄武巖每個噴發(fā)旋回頂部都有凝灰?guī)r夾層出露，尤其以東巖區(qū)出露的旋回層數(shù)最多，最為典型。

b.火山角礫集塊巖夾層特征

火山角礫巖指火山碎屑物由大小不等的熔巖角礫組成，且半數(shù)以上粒徑為0.2～0.5cm，不具層理，角礫之間常有火山灰充填，經(jīng)壓實膠結(jié)后成巖，多分布在火山口附近。

集塊巖是指碎屑物一半以上的粒徑＞5cm，呈棱角狀，具集塊結(jié)構(gòu)，由火山彈及熔巖碎塊堆積而成，也?；烊胍恍┗鹕焦艿赖膰鷰r碎屑。集塊巖是由細粒級巖屑、角礫、晶屑及火山灰壓實膠結(jié)而成巖，多分布于火山通道內(nèi)外，通道外的堆積形成火山錐。

火山集塊巖和火山角礫巖顆粒間的高孔隙率和疏松結(jié)構(gòu)，使其所在層位為工程中的一個薄弱面。

c.沉積巖夾層構(gòu)成的軟弱結(jié)構(gòu)面特征

沉積巖夾層是火山碎屑物落入水盆地中與正常沉積物（泥、砂、礫石等）混雜，經(jīng)化學(xué)沉積物和黏土物質(zhì)膠結(jié)與壓實方式成巖的火山作用同期產(chǎn)物，即火山熔巖中包含了砂、泥巖、硅質(zhì)巖和碳酸鹽巖等，該類巖石層理比較明顯，韻律比較清楚。在碎屑物中可見到已被磨圓的礫石或砂粒，此外還混雜有硅質(zhì)礦物、黏土礦物以及碳酸鹽礦物等，有時還保存有硅化木等化石，這就有別于層狀火山碎屑巖［17］。

沉積巖夾層與玄武巖的物理化學(xué)性質(zhì)具有很大的差異，是玄武巖體中最重要的構(gòu)造薄弱部位，也是工程上的軟弱結(jié)構(gòu)面之一。

2.2.2 玄武巖柱狀節(jié)理結(jié)構(gòu)面特征

柱狀節(jié)理是發(fā)育于火山巖中的一種原生張性破裂構(gòu)造，尤其以發(fā)育于玄武巖中的最為完好、典型。因此，一般所稱的柱狀節(jié)理構(gòu)造，均專指玄武巖柱狀節(jié)理構(gòu)造。柱狀節(jié)理多見于厚層玄武巖熔巖中，它往往將巖體切割成規(guī)則的六面體或八面體長柱體，柱體長軸方向常垂直于熔巖層的溢流面。

玄武巖通常較完整、強度高、抗風(fēng)化能力強，但玄武巖噴發(fā)韻律形成的層間錯動帶、受外力及其他作用形成的層內(nèi)錯動帶和玄武巖中普遍發(fā)育的柱狀節(jié)理，常造成巖體破碎、不完整，使其力學(xué)強度等級降低。

柱狀節(jié)理的柱體內(nèi)還發(fā)育原生微裂隙（熔巖冷凝形成，具一定規(guī)律的破裂構(gòu)造）及緩傾角順層節(jié)理（柱狀節(jié)理形成后，巖漿冷凝中后期沿玄武巖溢流面形成，將柱狀節(jié)理切為幾段，斷面完整）。微裂隙分為平行柱狀節(jié)理面的微裂隙（簡稱縱向微裂隙，是柱狀節(jié)理面形成后，巖漿繼續(xù)冷凝過程中形成）和垂直柱狀節(jié)理面的微裂隙（簡稱橫向微裂隙，與層面近平行）［18］。

柱狀節(jié)理對巖體的影響常表現(xiàn)為以下2個方面：①柱狀節(jié)理將巖體切割成具有一定規(guī)則的、近似垂直于熔巖溢流面的多邊形長柱體。②玄武巖柱體內(nèi)的縱向及橫向微裂隙和緩傾角順層節(jié)理，是巖體中的軟弱結(jié)構(gòu)面，它使巖體表現(xiàn)出似層狀結(jié)構(gòu)和各向異性，并且被巖體后期的構(gòu)造作用和表生改造，加重其軟弱性，從而進一步弱化巖體強度，影響巖體的完整性［19］。

2.2.3 侵入結(jié)構(gòu)面、蝕變結(jié)構(gòu)面特征

a.侵入結(jié)構(gòu)面特征

峨眉山玄武巖體中的侵入結(jié)構(gòu)面是指后期巖漿侵入于早期形成的玄武巖中形成的結(jié)構(gòu)面。侵入體（如正長巖）與玄武巖接觸面既構(gòu)成了一條相對薄弱地帶，即侵入結(jié)構(gòu)面，同時巖漿侵入時的熱流體對圍巖產(chǎn)生交代形成蝕變帶，即蝕變結(jié)構(gòu)面。因此，侵入結(jié)構(gòu)面和蝕變結(jié)構(gòu)面常是相伴出現(xiàn)的。

在中巖區(qū)，峨眉山玄武巖噴發(fā)后期，伴有大量巖漿的侵入，侵入結(jié)構(gòu)面非常發(fā)育。

b.蝕變結(jié)構(gòu)面特征

在玄武巖與圍巖接觸界面間由于有一定溫度和壓力的巖體侵入，發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，形成蝕變礦物（如綠簾石、綠泥石等）。它們呈薄膜狀、細脈狀分布在節(jié)理或擠壓接觸界面之間，不僅降低結(jié)構(gòu)面強度，而且形成蝕變結(jié)構(gòu)面或蝕變巖帶。此類蝕變結(jié)構(gòu)面是工程上常見的一種軟弱結(jié)構(gòu)面。

2.2.4 風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面特征

風(fēng)化卸荷作用使巖體應(yīng)力松弛、結(jié)構(gòu)面裂開、巖體卸荷回彈、強度降低等。對于深切峽谷，谷坡兩岸表層巖體的松動、變形、失穩(wěn)、破壞等現(xiàn)象都是以風(fēng)化卸荷為基礎(chǔ)的。從工程角度來看，風(fēng)化卸荷的結(jié)果主要為：①使巖體完整性變差（即產(chǎn)生風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面）；②使巖體的物理力學(xué)性質(zhì)降低［20］。

3 結(jié)構(gòu)面的成生規(guī)律

3.1 凝灰?guī)r夾層的成生規(guī)律

峨眉山玄武巖凝灰?guī)r夾層主要分布在東巖區(qū)。該區(qū)域典型玄武巖噴發(fā)序列一般是從下而上分為三大旋回（每個旋回下粗上細，即由集塊巖過渡為角礫熔巖至凝灰?guī)r）4個巖性段：第一巖性段，主要是爆發(fā)相的火山角礫巖，角礫粒徑有時可達到50cm，巖性段厚度可達351.9m；第二和三巖性段，以單一的溢出相斑狀玄武巖為主，噴發(fā)韻律不發(fā)育，其間有凝灰?guī)r夾層相隔，第三巖性段厚度＞200m，頂部有一層厚度為8～16m的凝灰質(zhì)泥巖，呈斷續(xù)分布；第四巖性段，由下而上分為致密狀－氣孔（或杏仁狀）-角礫狀玄武巖，中間和頂部都有凝灰?guī)r夾層，厚度分別是2～10m和0.53～9.29m，共有5～7個噴發(fā)韻律旋回，局部層位夾有含凝灰質(zhì)的泥巖和含碳凝灰質(zhì)泥巖（圖9）。第四巖性段中含碳凝灰質(zhì)夾層的出現(xiàn)，說明峨眉山玄武巖巖漿噴發(fā)的晚期尚有地表淺水環(huán)境存在，并且含碳凝灰質(zhì)夾層的出露部位也是滇東北玄武巖巖層中的巖體強度較弱層位，同時還是重要的賦礦、含煤層位（圖9、圖10）。

淺水湖盆的形成及火山氣液活動是由于巖漿多次的韻律性噴發(fā)造成的，同時也使得峨眉山玄武巖區(qū)的凝灰?guī)r夾層多次出現(xiàn)。如東巖區(qū)的白鶴灘電站的凝灰?guī)r夾層多達14層（表5），溪洛渡水電站凝灰?guī)r夾層多達11層等。

相對于東巖區(qū)，中巖區(qū)和西巖區(qū)玄武巖漿噴發(fā)以溢出相為主，噴發(fā)作用較連續(xù)，間歇期次較少，因此，凝灰?guī)r夾層發(fā)育程度較東巖區(qū)少。

3.2 火山角礫集塊巖夾層的成生規(guī)律

火山集塊巖和火山角礫巖的形成主要受巖漿噴發(fā)方式、巖漿的黏度以及噴發(fā)環(huán)境的控制。當(dāng)相對偏酸性和偏堿性的玄武巖漿在陸相環(huán)境下爆裂式噴發(fā)時，易形成火山集塊巖和火山角礫巖。

峨眉山玄武巖自西向東，酸性程度逐漸增強，噴發(fā)環(huán)境由海相逐漸變化為陸相。偏堿性玄武巖在中巖區(qū)特別發(fā)育，故火山集塊巖和火山角礫巖在中、東巖區(qū)遠較西巖區(qū)發(fā)育。如中巖區(qū)的二灘地區(qū)、東巖區(qū)的溪洛渡電站火山集塊巖和火山角礫巖非常發(fā)育（表5）。

又如東巖區(qū)貴州地區(qū)峨眉山玄武巖的噴發(fā)次數(shù)似乎與其形成厚度成正比，最多達24次。所形成的火山巖層序列可明顯分為3部分：下部發(fā)育具有角礫－塊礫級的火山角礫巖和集塊巖（圖11）；中部多為巨厚的火山熔巖；上部則主要是細火山碎屑巖或者是細火山碎屑巖與熔巖互層，巖層薄但間斷多［21］。

縱觀所研究的5個水電站的玄武巖結(jié)構(gòu)面類型、特征，可知東巖區(qū)玄武巖的結(jié)構(gòu)面除了具多次噴發(fā)形成的凝灰?guī)r夾層外，集塊巖、火山角礫巖夾層也很發(fā)育（圖11），這與該處玄武巖的爆裂式噴發(fā)方式和陸相環(huán)境有關(guān)。

圖9 攀西裂谷東緣（東巖區(qū)）峨眉山玄武巖柱狀對比圖Fig.9 Column comparison of the Emeishan basalt on the Panxi rift eastern margin（據(jù)駱耀南［22］，1982）

圖10 滇東北地區(qū)玄武巖銅礦含礦巖系綜合柱狀圖Fig.10 Synthesis column of the ore-bearing rock series in the basalt copper deposit in the northeastern area of Yunnan（據(jù)侯蜀光等［23］，2007）

表5 溪洛渡水電站壩區(qū)巖流層特征Table 5 Characteristics of the lava flow layers in the dam area of the Xiluodu hydropower station

3.3 沉積巖夾層的成生規(guī)律

圖11 貴州峨眉山玄武巖綜合柱狀圖Fig.11 Synthetic column of the Emeishan basalts in Guizhou（據(jù)伍廣宇，2003）

玄武巖中沉積巖夾層的發(fā)育程度主要受巖漿噴發(fā)的旋回、間歇期次和古地理環(huán)境控制。其中，東巖區(qū)巖漿噴發(fā)旋回多且間斷時間長，加之處于陸相湖泊環(huán)境，因此東巖區(qū)玄武巖中沉積巖夾層具有層數(shù)多、厚度大、巖石類型復(fù)雜的特點，如貴州地區(qū)（圖11）。相反，西巖區(qū)巖漿噴發(fā)較連續(xù)，旋回少且間斷時間短，處于海相環(huán)境，因此該巖區(qū)玄武巖中沉積巖夾層較少。中巖區(qū)介于上述二者之間。

3.4 玄武巖柱狀節(jié)理的成生規(guī)律

玄武巖柱狀節(jié)理的形成與發(fā)育和熔巖的流動層面的冷凝收縮作用、巖漿噴發(fā)方式、巖石類型、巖層均一程度、厚度以及噴發(fā)環(huán)境等有關(guān)。一般來說，溢流相致密塊狀的熔巖類，當(dāng)其巖層厚度相對較大，內(nèi)部物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相對均一，且在陸相環(huán)境下噴發(fā)時，有利于柱狀節(jié)理的形成。

西巖區(qū)玄武巖盡管厚度大，熔巖發(fā)育，但屬海相噴發(fā)，不利于柱狀節(jié)理的形成，但易形成枕狀構(gòu)造。

東巖區(qū)玄武巖屬陸相噴發(fā)環(huán)境，為致密塊狀熔巖發(fā)育、厚度相對較大、巖層內(nèi)部物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相對均一的地區(qū)，易形成柱狀節(jié)理。如白鶴灘水電站。

3.5 侵入結(jié)構(gòu)面、蝕變結(jié)構(gòu)面的成生規(guī)律

侵入結(jié)構(gòu)面和蝕變結(jié)構(gòu)面的形成與玄武巖漿的噴發(fā)無關(guān)，主要與后期巖漿的侵入和熱流體活動有關(guān)。后期巖漿侵入于早期形成的玄武巖中，一方面使玄武巖的圍巖遭受擠壓破碎，侵入體與玄武巖接觸面構(gòu)成了一條相對薄弱地帶，形成侵入結(jié)構(gòu)面。更重要的是巖漿侵入時的熱流體對玄武巖產(chǎn)生交代形成蝕變帶，即蝕變結(jié)構(gòu)面。因此，侵入結(jié)構(gòu)面和蝕變結(jié)構(gòu)面常相伴出現(xiàn)，在構(gòu)造和熱流體強烈活動地區(qū)，蝕變結(jié)構(gòu)面與構(gòu)造結(jié)構(gòu)面也常相伴出現(xiàn)。

峨眉山玄武巖中的侵入結(jié)構(gòu)面（流面）和蝕變結(jié)構(gòu)面主要見于中巖區(qū)，這與該區(qū)所處的大地構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)，中巖區(qū)處于康滇地軸或攀西裂谷核心地帶，巖漿活動頻繁，構(gòu)造運動和變質(zhì)作用異常強烈。在玄武巖噴發(fā)的后期，伴隨有大量巖漿的侵入活動，侵入結(jié)構(gòu)面非常發(fā)育；之后，在燕山期和喜馬拉雅期繼續(xù)遭受強烈的構(gòu)造、巖漿作用和變質(zhì)改造，使得該區(qū)的玄武巖體支離破碎，蝕變強烈，巖體力學(xué)強度下降。

西巖區(qū)由于玄武巖噴發(fā)環(huán)境為海相，巖石類型偏超基性，燕山晚期和喜馬拉雅期構(gòu)造活動強烈，玄武巖的蝕變作用也較強烈，造成蝕變結(jié)構(gòu)面與構(gòu)造結(jié)構(gòu)面相伴出現(xiàn)。而東巖區(qū)，在玄武巖形成后一直處于相對穩(wěn)定的地區(qū)，構(gòu)造巖漿活動弱，因此，侵入結(jié)構(gòu)面和蝕變結(jié)構(gòu)面不甚發(fā)育。

3.6 風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面的成生規(guī)律

風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面形成的核心作用是由于巖體的風(fēng)化、蝕變和構(gòu)造破壞，使巖體完整性變差，差異風(fēng)化強烈，導(dǎo)致巖體應(yīng)力松弛、結(jié)構(gòu)面裂開、巖體卸荷回彈，彈性模量、強度降低等。因此，風(fēng)化卸荷形成的結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度除了與地形地貌、風(fēng)化作用強度密切相關(guān)以外，還與各類原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面有關(guān)。

中巖區(qū)，由于玄武巖中侵入結(jié)構(gòu)面（流面）和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的強烈發(fā)育，使得玄武巖體支離破碎，完整性降低，不同巖性結(jié)構(gòu)面的差異風(fēng)化顯著。加之該區(qū)處于地殼升降運動頻繁的高山峽谷地帶，而且大多數(shù)河流垂直區(qū)域最大主應(yīng)力方向，導(dǎo)致表生改造期卸荷強烈，即風(fēng)化作用非常強烈。因此，風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面在中巖區(qū)發(fā)育。

西巖區(qū)與中巖區(qū)相比，除沿河谷地帶玄武巖體中的風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面較為發(fā)育以外，侵入結(jié)構(gòu)面（流面）發(fā)育程度較低。

東巖區(qū)地勢相對平坦，風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度與中巖區(qū)和西巖區(qū)相比明顯較低，玄武巖中侵入結(jié)構(gòu)面和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面也不甚發(fā)育，但在凝灰?guī)r、沉積巖夾層發(fā)育較多的地區(qū)或柱狀節(jié)理強烈發(fā)育區(qū)，如果地勢略陡峭，風(fēng)化卸荷結(jié)構(gòu)面在局部也有發(fā)育。

4 結(jié)論

a.雖然峨眉山玄武巖不同巖區(qū)巖漿源區(qū)大地構(gòu)造環(huán)境都屬于分離的大陸板塊邊緣的裂谷環(huán)境，但是由于巖漿的噴發(fā)旋回、方式和環(huán)境不同，所形成的玄武巖的巖石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和結(jié)構(gòu)面類型等都有很大的區(qū)別。

b.峨眉山玄武巖結(jié)構(gòu)面可分為3類：①原生結(jié)構(gòu)面，指玄武巖在噴發(fā)冷凝過程中形成的各類結(jié)構(gòu)面，主要包括侵入結(jié)構(gòu)面（由后期巖漿侵入于早期玄武巖中形成的）、枕狀構(gòu)造（海相噴發(fā)形成）、玄武巖柱狀節(jié)理（巖漿冷凝收縮形成）、凝灰?guī)r夾層和沉積巖夾層（在玄武巖巖漿噴發(fā)間斷界面上形成的）、集塊巖和火山角礫巖夾層（巖漿爆裂式噴發(fā)形成的）。②構(gòu)造結(jié)構(gòu)面，由于構(gòu)造運動，使巖流層沿著早期形成的結(jié)構(gòu)面和節(jié)理面、裂隙面發(fā)生巖層間或?qū)觾?nèi)的剪切錯動，形成層間錯動帶和層內(nèi)錯動帶。③淺表生結(jié)構(gòu)面，指因河谷下切，卸荷引起應(yīng)力場分異調(diào)整而發(fā)生的變形破裂改造，主要表現(xiàn)為工程地質(zhì)性狀變差，早期結(jié)構(gòu)面處的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，隱性及顯微裂隙明顯，同時產(chǎn)生一些新的結(jié)構(gòu)面。

c.東巖區(qū)在玄武巖形成后，由于一直處于相對穩(wěn)定的地區(qū)，構(gòu)造巖漿活動弱，侵入結(jié)構(gòu)面和蝕變結(jié)構(gòu)面不甚發(fā)育，玄武巖以噴發(fā)旋回多、凝灰?guī)r和沉積巖夾層多且厚為特征，以凝灰?guī)r夾層形成的層間錯動帶、冷凝收縮形成的柱狀節(jié)理、火山爆裂式噴發(fā)形成的集塊巖、火山角礫巖夾層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)面以及沉積巖夾層結(jié)構(gòu)面為主；中巖區(qū)在大地構(gòu)造上處于康滇地軸或攀西裂谷核心地帶，由于在燕山期和喜馬拉雅期遭受強烈的構(gòu)造、巖漿作用和變質(zhì)改造，使得玄武巖體支離破碎，蝕變結(jié)構(gòu)面以及風(fēng)化、卸荷結(jié)構(gòu)面發(fā)育；西巖區(qū)由于玄武巖噴發(fā)環(huán)境為海相，巖石類型偏超基性，燕山晚期和喜馬拉雅期構(gòu)造活動強烈，以枕狀構(gòu)造結(jié)構(gòu)面、蝕變結(jié)構(gòu)面和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面最具特征。

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