大渡河流域河谷深厚覆盖层特征与发育分布规律研究

随着近年来对西部各流域水电梯级开发的全面实施,越来越多的钻孔资料揭露我国西南地区各流域普遍存在河谷深切和深厚覆盖的特殊现象。河谷深切和深厚覆盖层的存在,不仅大大增加了西南地区各流域水电开发的难度,同时也诞生出一系列新的科学问题。本文以梯级水电站较密集、河床勘探资料相对较丰富的大渡河流域为主要研究对象,通过系统分析整理该流域河床钻探资料,对该流域河谷深厚覆盖层的分布特征、物质组成与结构特征、形成时间等进行了较为系统地分析总结,并对其形成机理提出了新的认识。研究结果表明,除局部地段受构造隆升(大岗山、下尔呷)或构造断陷(冶勒)的影响外,大渡河流域95％的河段其河谷覆盖层厚度大于30m,河谷深切和深厚覆盖具有流域性、区域性特点。河谷覆盖层是由一套不同时期、不同成因类型的沉积物相互迭置的结果,由表及里宏观上可分为3层: 表层为现代河流相堆积;  中间主要为以冰水、崩积、坡积、堰塞堆积与冲积混合为主的加积层,厚度相对较大;  底部主要为古河床的冲积、冰水漂卵砾石层。覆盖层的形成时代一般在1～3万年前,基本与地质历史上末次冰期及冰消期时间相对应。为了更好地解释河谷深切和深厚覆盖具有区域性的特点,本文提出了全球气候变化和海平面升降引起河谷深切和深厚覆盖的观点: 冰期海平面的大幅度下降会引起区域性基准面大幅下降,河流比降加大,由此引起强烈下切,形成深切河谷;  冰后期海平面大幅回升,区域性基准面将大幅抬升,河流纵比降减小,水流的携砂能力减弱,冰期河谷深切所形成的固体物质开始大量沉积,并由此形成深厚覆盖层。     

天津市北部尔王庄地区末次盛冰期下切河谷特征

渤海湾西岸尔王庄地区钻孔岩芯、微体古生物、孢粉及¹⁴C测年等资料及联合地质剖面研究结果表明，末次盛冰期全球海平面下降使该地区形成下切河谷，冰后期海平面迅速上升引发的海侵造成古河谷的充填，依次形成河床相、河漫滩―河口湾相和三角洲相，与相邻的滦河扇三角洲下切河谷有差异，该下切河谷受海河水系控制，流向大致与古潮白河一致。其演化过程受海平面变化、构造运动和古气候等因素影响，经历了末次盛冰期深切、15~7 ka BP海侵期间河床相及河漫滩―河口湾相的充填和之后海退形成的三角洲相埋藏等三个阶段。     

三峡库区滑坡的时空分布特征与成因探讨

三峡库区地质灾害频繁发生,地质历史上大型滑坡广泛发育。近年库区滑坡灾害有逐年增加趋势。这些滑坡形成的堆积体成因复杂,不能单纯从传统的外动力或内动力作用来解释,给库区灾害的防治工程带来了很大困难。三峡库区大型古滑坡主要沿长江干流和支流的深切河谷两岸分布,与河流发育演化史密切相关。15万年以来,长江三峡地区经历了新构造期以来抬升速率最快的一次构造幕,山原期夷平面上升了100m,河流强烈下切,形成高陡岸坡,卸荷效应显著;同时,该时期三峡地区的气候受到青藏高原环境变化的影响,在间冰期可能存在相似的暖湿古气候环境,降水极为丰富。三峡库区的大型古滑坡在新构造快速抬升时期广泛发育,并且与暖湿多雨期相对应,表明库区滑坡的发育演化是新构造运动和气候变化内外动力耦合作用的结果。     

滑坡型堰塞湖形成与保留条件分析——基于文献总结和青藏高原东缘南北向深切河谷研究

在青藏高原东缘的南北向深切河谷内发育大量大型的、可保留万年甚至数万年的古堰塞湖沉积.是什么原因促使这些古堰塞湖形成和长久保留呢？本文从构造、气候、堰塞湖结构、构造等方面探讨了该问题.从构造地貌角度来看,青藏高原向东的构造挤出作用控制了其东缘特殊的南北向河流系统.该系统流经区域具有频发的地震和复杂的深切河谷地貌,是形成大型堰塞湖的有利位置.当堰塞湖形成后,其体积、集水区面积、堰塞坝的高度、长度、内部结构均影响着堰塞湖的稳定性.大型的、串珠状堰塞湖构成大型的、连续的“阶梯-深潭”系统,形成重要的河流裂点,有效的消耗了水流动能,延缓堰塞湖的损坏.从气候角度来看,四万年以来气候变化与堰塞湖的形成及保留关系密切.40～25ka的间冰阶降雨丰富、高原湖面升高、河流卸载能力较强.这一时期丰富的降雨和河流深切作用易引起滑坡和堵塞事件.25～15ka的冰期,河流卸载能力减弱而堆积能力增强,有利于堰塞湖的保存.全新世以来,气候变暖伴随着冰川融化与河流卸载能力增强,促使早期堰塞湖发生快速消亡.从堰塞坝的组成来看,地震引起的滑坡和岩崩是堰塞坝重要物质来源,可形成良好而坚固的堰塞坝体.其受到流水切割易出现窄深型溃口,使得湖相地层以阶地形式保留下来.最后,本文从地球系统的角度谨慎的探讨了堰塞湖这一特殊地表剥蚀-沉积过程所蕴含的构造-气候耦合的意义.     

青藏高原30—40ka B.P.暖湿气候事件对川西河谷地质环境的影响

青藏高原在末次冰期晚期(30—40 ka B.P.,相当于MIS3a阶段)出现的暖湿气候事件强烈地影响了川西高原东缘河流地质生态环境。表现在深切河谷中普遍发育大型滑坡、泥石流、冲洪积扇体等灾变事件和古堰塞湖沉积。本文重点剖析了岷江上游、大渡河中游大型堵江事件的地形地貌特点、沉积物发育特征、沉积年代学、新构造背景等,同时分析了黄河上游玛曲段大型冲-洪积扇体的沉积特征与时代。结果表明在川西高原东缘深切河谷普遍存在距今30—40 ka时期的堵江事件,而这一时期在黄河上游发生大型冲-洪积事件和黄河袭夺若尔盖古湖事件,二者均与青藏高原末次冰期暖湿事件同步。研究认为这期急剧气温变化增强了河谷侵蚀和卸载能力,而东缘强烈的地震断层活动又触发了突发事件的发生,暖湿气候事件与新构造运动在时空上的耦合共同塑造了晚更新世晚期川西高原东缘深切河谷系统特殊的地质生态环境及其演变。     

青藏高原东缘深切河谷区古滑坡:判识、特征、时代与演化

青藏高原东缘是全球古滑坡最发育的地区之一。基于大量地面调查、遥感解译和年龄测试资料,总结了青藏高原东缘深切河谷区古滑坡的判识方法、主要发育特征、形成时代和分布规律。结果表明,古滑坡具有规模巨大、高位起动、物质组成和结构复杂等特征,其空间分布与地形地貌、岩性组合和活动构造等因素关系密切。古滑坡在区域上受气候变化影响较明显,一般形成于河流强烈下切阶段,与河流阶地具有较好的对应关系,多数已发现的古滑坡与T₂阶地时代相当,时间跨度为40~10 ka,集中分布于30~20 ka。构造活动和地震造成古滑坡在不同区段的分布具有差异性,一般在活动断裂带附近密集发育,现今发现的古滑坡多为这种成因。这些认识对于科学认知古滑坡的形成演化过程和未来巨灾风险预测具有重要的指导作用。     

北京─通县平原地区第四纪环境演变

北京─通县平原地区的第四纪环境演变，主要取决于气候变化和新构造运动。早更新世时，古永定河尚未形成自西向东穿越本区的河道，新构造运动和海平面变化，控制和影响了海侵事件的规模和范围。中更新世本区湖沼广布。晚更新世是本区平原化的主要时期，塑造了北京平原现时地貌的基本格架。晚更新世末，受末次冰期气候的影响，本区发生了地史时期的最后一次大事件，造成了物种迁移和绝灭，全区广泛发育黄土堆积。进入全新世，本区环境变化以河流作用最为显著，沉积物主要分布在各大水系的河谷中，构成一、二级阶地和近代河床与河漫滩淮积。     

金沙江龙蟠断陷谷地与河床覆盖层的成因初探

通过河床钻孔并结合野外踏勘,确定了隐伏的龙蟠断裂在宽谷的切错位置,指出古龙蟠谷地是在上新世末早更新世初由龙蟠断裂发生逆断走滑和白汉场断裂的正断左旋并伴随断块的垂直升降活动而形成。河床覆盖层由现代金沙江冲积层和下伏的一套古湖相堆积物组成,其中古湖相堆积具有明显的分层性,由底往上可划分为冰缘冻融泥流堆积物、含泥质的灰绿色细砂和黄褐色粉土层、崩坡积和冲洪积加积物、灰绿色淤泥质碎石土层,结合区域性地质环境演化背景,认为它们是受中更新世时期本区间歇性山体抬升和冰川活动等新构造运动影响的不同沉积环境下的产物,从而清晰地揭示了河床深厚覆盖层的成因,为认识金沙江宽谷河段发育史提供了极其重要的信息。     

青藏高原东南缘河谷堆积物的复杂性:以金沙江中游为例

河流阶地是地表最常见的地貌之一,常被用作研究新构造、气候事件的材料之一。青藏高原东南缘山高坡陡,有多条强烈活动的大型断裂,是强震多发区,区内的河流往往流经高山峡谷。因此,河谷堆积物除正常河流相堆积外,还有多种其他成因。文章以金沙江中游地区河谷堆积物为研究对象,根据沉积特征和测年结果,对其成因进行了探讨,发现有以下的非正常河流相堆积：1)由于河道宽窄相邻,可形成短期雍水湖,从而产生的沉积;2)高山峡谷或地震带附近的河道,因滑坡堵塞河道成堰塞湖,发育堰塞湖沉积;堰塞湖溃坝后,在下游也可产生溃决洪水堆积;3)河道两侧高大雪山冰川导致的冰水相堆积。因此,在高山峡谷地区根据阶地来研究新构造、气候事件时需要极其慎重。研究结果表明,洪水堆积物由于存在不充分曝光,其释光、电子自旋共振年龄会明显偏老、大于下伏正常的河流相样品年龄;金沙江中游涛源一带有高差达400 m、发育在不同高程的同期湖相层,应为同个堰塞湖沉积物;大洼村可见特大滑坡,滑坡体从左岸冲到右岸,滑坡坝拔河高在600 m以上、宽度在2～3 km之间,可以形成巨大的堰塞湖,涛源古湖可能与大洼滑坡相关。     

金沙江其宗河段河床深厚覆盖层特征及其工程效应研究

金沙江其宗河段发育60～120m的河床深厚覆盖层。深厚覆盖层纵向上可分为三大层:河床底部为卵(块)砾(碎)石层夹中细砂或粉质粘土,为冲积及冰水堆积成因(al+fglQ3),厚11.1～33m;中部为细砂、粉细砂、粉质粘土层及卵(块)砾(碎)石层,该层为加积层,由冲积、泥石流堆积、洪积、崩坡积、堰塞多成因堆积组合而成(al+pl+sefQ3),厚10.04～35m;中上部为漂(块)卵(碎)砾石夹砂层透镜体,冲积堆积形成(alQ3-4),厚9.5～59m。河床覆盖层中的砂层透镜体分布范围广泛,埋藏深,最大埋深达83.1m,最大厚度达到29.4m,最小厚度仅0.5m,一般厚度在5m以内。研究表明砂层不具有湖相堆积的特征,而是相对静水环境条件下及正常河流漫滩相等堆积形成。通过原位及室内取样试验表明,其宗河段河床覆盖层中粗粒土(漂(卵)碎块石等)强度相对较高,中下部细粒土工程性质具有超固结性,不具液化性,上部细砂层强度较低,地震工况下可能液化。该河段深厚覆盖层的工程效应主要有坝基地质条件差,仅适合堆石坝、坝基开挖方量大、砂层处理深度大、防渗处理难度较高等。     

深厚覆盖层在水库蓄水后渗流场变化情况下稳定性分析

渗流场对深厚覆盖层的影响主要表现在渗水对覆盖层的物理化学以及力学方面的作用。本文以金沙江鲁地拉水电站库岸典型地段的深厚覆盖层在蓄水后的稳定性为研究实例。在现场深入调查,查明地质结构、深厚覆盖层的物质组成、分层特征、粒度组成、物理力学性质及渗透参数的基础上,利用三维有限元程序对覆盖层的变形破坏进行了计算,分析水库蓄水后渗流场的变化对深厚覆盖层的影响。分析结果表明,江水抬高5m后,渗流场发生变化。受渗透压力的作用,覆盖层在平行河流和垂直河流方向变形位移不同,平行河流方向最大变形量为50cm,垂直河流方向的最大变形量为133cm,地面最大沉降量为188cm,如此大的变形将会造成覆盖层的变形破坏,进而影响其上部建筑物和公路的安全。     

厦门海关缉私艇码头选址的地质条件

按照厦门市规划局的安排,厦门海关缉私艇码头位于小学路北端,该处正是ＹｕｎＤｏｎｇ海堤南端的外侧,从海图上便可清楚看出该海域是一片高程在理论基准面零点以上的礁石群区。应用Ｋｌｅｉｎ－５１０型海底剖面仪探研结果获得证实,若不另选码头地址,必然带来巨大的经济损失和一系列问题。为此,我们提出另寻适合般只吃水和工作要求的码头地点。市政府采纳了这一建议,自原地向ＮＷ方向延伸３００ｍ的次航道东侧。五年多来,新码     

横断山板块缝合带构造剥蚀重力型堆积特征

区域山体稳定性是刘国昌先生于20世纪60年代提出区域工程地质学的内容之一,区域山体稳定性的问题受两个区域性要素的控制,即区域稳定性工程地质的区域性与地带性要素。本文以横断山区板块缝合带构造剥蚀重力型堆积特征为主要研究对象,说明区域稳定性工程地质区域性要素与横断山区铅直地带性要素对区域山体稳定性的影响。并且进一步论述了河床深厚覆盖层具有全球性特征,及其与冰期海平面下降以及区域地壳隆升两者之间的关系。     

末次盛冰期以来长江河口段河道演变研究综述

末次盛冰期以来,由于海面发生大幅度的变化,长江河口段经历了深切古河谷形成—古河谷充填—三角洲发育的河床演变过程。海陆相互作用是河口段河道演变的主要影响因素。综合分析了对河口段河道研究的成果,着重对长江河口段古河谷的形成与充填、最大海侵以来的河床演变、古河谷的沉积层序与沉积相及研究的方法进行了综述。过去对古河谷宏观的趋势研究及单个钻孔的研究较多,宏观与微观结合的不够,专门研究古河谷河形的成果很少。今后应注重宏观与微观研究的结合;根据系列钻孔剖面,分析、恢复古河谷河型;根据河型、沉积物特征等,估算古长江流速、流量;加强高分辨率研究、定性与定量研究相结合,探讨环境变化与河道演变的关系和规律。     

岷江上游河流阶地发育特征及与古滑坡关系初步分析

河流阶地形成演化及其对滑坡的控制是近年来古滑坡研究的热点问题。笔者在对岷江上游河流阶地和古滑坡实地调查测试的基础上,对岷江上游河流阶地的级序、拔河高度、成因类型等进行了分析,绘制了阶地高程位相图和年龄位相图,并结合阶地和古滑坡年代,讨论了阶地与古滑坡的发育关系等。主要取得了以下认识:1)岷江上游的河流阶地具有分段性,成因主要为气候多期次波动与构造活动共同作用,古滑坡及堰塞湖是影响高山峡谷区河流阶地发育的重要因素;2)叠溪-茂县段在20~30 ka B.P.发生了多处大型古滑坡,其中20 ka B.P.的古滑坡可能主要是气候波动引发,30 ka B.P.发生的古滑坡可能主要受控于构造活动(地震);3)岷江上游大量分布的古滑坡堆积体与阶地发育的叠置关系有待进一步理清,开展该地区的河流阶地级序研究要充分考虑古滑坡和堰塞湖的影响.     

金沙江其宗水电站上坝址深厚覆盖层钻进工艺探讨

其宗水电站属峡谷区修建的高坝、大库,最大坝高达358 m左右。深厚覆盖层的钻探取样是了解其成因及工程地质特性的必需手段,也是水电水利工程地质勘察工作的重要手段。由于覆盖层厚度大,组成物质分选性差,给钻探取心工作带来了困难。而取心质量直接关系到工程地质勘察资料的准确和详实。通过特殊钻具及SM植物胶钻井液的运用,提高了深厚覆盖层取心质量。结合其宗水电站的工程实例,对该地区深厚覆盖层钻进与取心工艺进行了探讨。     

白鹤滩河谷演化模拟及P2β3玄武岩级别评估

详细分析了白鹤滩坝址河谷边坡柱状节理玄武岩岩体地质条件和特征,建立了合适河谷边坡演化离散元的计算模型,考虑坝址关键地层P2?3可能的岩体质量范围进行了多种工况河谷演化模拟计算。在此基础上深入研究了各工况河谷现今阶段边坡应力分布、变形情况、屈服区及稳定系数等基本规律,并与目前河谷实际的地质条件及现状进行了全面对比。最后采用拟似度信息量评分法对P2?3岩层工程级别进行了初步评定,认为白鹤滩水电站可行性研究阶段坝址P2?3岩层按III1类质量岩体来评估其工程性状和确定相应岩体力学参数较适合。同时,坝址河谷边坡岩体的工程特性可参考相应工况的模拟结果评价。     

大岗山水电站坝区初始地应力场反演分析

针对大岗山水电站坝区V型河谷地形地貌特征,根据地应力实测资料及地质构造条件,考虑边坡浅表全风化、强风化地层以及断层破碎带对坝区初始地应力场的影响,建立了坝区初始地应力场三维回归计算分析模型。通过多元回归三维数值计算,求得地应力最优回归系数,较为准确地反演了大岗山坝区的初始地应力场。计算结果表明,大岗山坝区初始地应力场是一个在浅部以构造应力为主、在深部以自重应力为主、由构造应力和自重应力联合组成的中等偏高的地应力场,研究结果为坝区边坡开挖及长期稳定性分析提供了重要依据。