川藏铁路廊道板块缝合带对软岩分布的控制效应及其工程影响

软岩长期以来都是工程建设中重点关注的对象,在具有高地应力、高温、高水压等复杂环境特点的川藏铁路廊道更是不可忽视的难题,但目前区域软岩的发育分布特征及其工程效应还未有深入的研究。本文在铁路廊道及邻区地质填图成果的基础上,结合岩体结构调查、岩石回弹测试以及微观分析,发现缝合带对软岩发育有着明显的控制效应。取得如下认识:(1)铁路廊道发育金沙江、澜沧江、怒江及雅鲁藏布江等板块缝合带,受缝合带特殊的构造活动形式与温压条件等影响,泥岩、片岩、板岩等软弱岩石及糜棱岩、碎裂岩和损伤岩带等构造软岩主要分布在缝合带内部及其边界断裂两侧;(2)板块碰撞运动控制了区域岩石建造特征,并造成岩石变形变质和构造损伤,使得岩石力学性质劣化,导致区域内软岩广泛发育;(3)川藏铁路廊道软岩工程地质问题主要有受缝合带控制的软弱岩石区段隧道工程大变形风险较高,隧道工程穿越缝合带活动性边界断裂构造软岩时易出现突水突泥灾害,软岩发育且外动力作用强烈的区段频发的山地灾害将严重威胁地表线路及临辅工程。本研究成果可为川藏铁路廊道软岩工程地质问题的预测及防治提供科学依据,也能为板块碰撞挤压作用下软岩的变形机制和工程防控技术等方面研究奠定基础。     

氡气测量在川藏铁路板块结合带构造活动研究中的应用

川藏铁路高速交通廊道研究区地质构造环境较为脆弱,尤其是金沙江结合带、澜沧江结合带、怒江结合带、嘉黎断裂带及雅鲁藏布江结合带5条主要板块碰撞结合带,均表现出不同程度的构造活动,其构造活动严重制约着川藏铁路的建设。本文在深入研究其地质建造特征、地震、深部结构及活动特征等基础上,运用微剂量氡气测量的方法表征结合带的地球化学特征,采用不同于常规统计学方法获取背景值,并通过定义异常系数（峰值m_max/背景值m₀）探讨其与结合带地质建造、深部特征、地震及构造活动的关系。研究结果表明:每条测氡曲线均存在一个5 min,10 min,15 min 3次测氡数据相差极小"特殊点",氡气背景值与地壳岩石建造有显著关系;峰值与结合带所处大地构造位置有关;氡气异常系数整体沿西南至东北方向依次降低,氡气异常系数与断裂带构造活动关系极为显著,其中异常系数与水平位移速度,滑动速率及地应力均具有良好的正相关关系,回归方程分别为:y=0.869x+0.1278、y=0.7318x+15.1052、y=4.2196x+7.52639,研究结果对川藏铁路板块结合带的构造活动研究及川藏铁路的建设具有重大意义。     

九寨沟7.0级地震的地震断裂及震源破裂的构造动力学机理研究

本文针对九寨沟7.0级地震的发震构造及震源破裂的构造动力学问题,从地质调查、测试与震源构造动力学理论分析相结合的角度阐明:此次地震发生在处于高法向应力左旋剪切受力状态的岷山隆起带北端与西秦岭地槽褶皱带之南缘文县-玛沁断裂相交汇部位;沿"九寨天堂"-震中-五花海以及上四寨村-中查-比芒一线发育的两条具有构造破裂特征的NW向地裂缝带,是"隐伏状"地震断裂错动造成的地表同震破裂,前者是本次地震的控震构造,后者是NW向断层的次级同震复活及扩展;此次地震的震源断层错动过程受NW331°走向的陡倾角（∠87°）断层节面控制的走滑型剪切破裂,断裂两端的剪切破裂表现出持续扩展趋势;震源构造动力学过程实质上是地壳深部沿NW方向左旋剪断"凸出体";地震断裂带两端破裂扩展的持续发展,将导致地壳"凸出体"逐步剪断贯通。     

青藏高原东缘活动断裂带地壳岩体构造损伤特征与模式讨论

活动断裂带强烈复杂的构造运动会对地壳岩体产生不同程度的损伤,这些损伤能够显著影响地震破裂、地貌演化和地质灾害等地质过程,并对工程岩体稳定有较大影响,但目前鲜见对大型活动断裂地壳岩体构造损伤的深入研究。本文首次提出地壳岩体构造损伤的科学概念,揭示其具有不可逆性、累积性、非均匀性与愈合性。通过对青藏高原东缘鲜水河断裂带等6条主要活动断裂带大范围岩体露头的实测分析,采用构造结构面面密度作为表征构造损伤的定量指标,将断裂带地壳岩体划分为损伤带与围岩,测得最宽损伤带达3100 m。分析了地壳岩体损伤分布特征、变形破裂特征和损伤分布影响因素,取得如下认识:(1)损伤带主要沿活动性较强的主断裂分布,其内部具有高、低损伤区交替的分区损伤特征;(2)损伤带与围岩岩体分别表现为高应变速率与低应变速率状态下脆性损伤特征,损伤带的形成与断裂近期区域应力场密切相关;(3)表征断层发展阶段的累积位移量控制损伤带的总体规模,而其局部变化主要受控于断裂的几何展布与岩石性质;(4)提出了典型活动断裂带地壳岩体构造损伤模式。研究成果可为地震动力学、构造地貌、地质灾害和大型工程建设等提供约束地壳岩体结构的科学证据,有助于深化对活动断裂带地壳岩体力学环境的认识和理解。