青藏高原构造混杂岩带的孕灾地质基因与重大工程地质问题研究

孕灾地质基因是指一定区域所具有的促进地质灾害孕生的内在关键因素。板块构造混杂岩带所处的特殊构造部位决定了其复杂的演化过程和特殊的地质基因。本文在梳理青藏高原构造混杂岩带地质特征的基础上,总结分析了其孕灾地质基因,包括活跃的地质构造、复杂的水热条件、混杂的岩性组合、特殊的蚀变软岩和构造岩溶导水通道等,是引发重大地质灾害和工程地质安全风险的根源。结合典型案例,剖析了构造混杂岩带大型滑坡的成因类型主要有三大类：构造控制型、泥质软岩控制型和蚀变蛇绿岩带控制型,其中蚀变蛇绿岩带是构造混杂岩带最具特色的易滑地质结构,具有典型的地质构造与特殊岩性联合控制特征。构造混杂岩带隧道工程变形破坏主要有塌方、水平收敛、环向收敛、底鼓和错断等五种模式,黏土化蚀变软岩的不良工程特性是制约构造混杂岩带隧道围岩稳定性的重要因素。针对传统的工程地质理论和灾害风险防控技术难以适应构造混杂岩带大规模工程建设面临的挑战,提出了有待深入研究的关键问题和防灾减灾策略。     

近距平行构造环境中片岩公路隧道大变形机理及判别

近距平行地质构造环境中的得荣一号隧道开挖掘进至深埋段以来曾多次出现大变形问题，严重影响施工安全并制约工程建设工期。为采取有效防治措施以控制隧道围岩大变形，根据大变形洞段监控量测数据、围岩变形特征及初期支护变形破坏特征，对隧道围岩大变形的受控因素、变形破坏机制进行综合分析。研究结果表明：隧道围岩大变形是在软弱围岩、破碎岩体结构、高地应力、地下水及严重偏压等因素的相互耦合作用下，受工程因素的促发影响，主要由软岩塑性流动变形、塑性剪切滑移变形、陡倾层状弯曲变形和累进性松脱扩展变形机制复合而致。在此基础上，根据现行交通行业规范结合隧道大变形洞段变形特征，总结公路双车道隧道施工现场围岩大变形分级判定综合指标方案，为指导隧道施工设计提供合理、可靠的依据。     

苏北盆地高邮凹陷深凹带古近系戴南组 软沉积物变形构造及沉积模式研究

软沉积物变形构造又称准同生变形构造,其发育特征、分布规律以及沉积模式等的研究对油气储层研究具有重要意义。研究区多个油田的岩芯观察中发现了同生微断层、液化岩脉、液化扭曲变形、砂枕构造、自碎角砾岩等多种软沉积物变形构造,并分析了形成各种软沉积物变形构造的不同应力环境和特征。通过软沉积物变形构造平面分布规律分析,认为软沉积物变形构造随着边界断层真2断层和汉留断层断层面倾角变大出现的频率越高,发育程度越强烈,因而研究区软沉积物变形构造的发育频率与高邮凹陷深凹带的边界断层的坡度有关,变形构造的产生和分布受到古地形的控制。并且该类变形构造在一定程度上改变了原始储层的物性和连通性。通过参考国内外的软沉积物变形构造成因模式,提出了研究区的软沉积物变形构造沉积模式,研究区软沉积物变形构造主要发育于边界断层形成的斜坡区附近,从剖面上可以分为上部浅水区、中部斜坡区和下部深水区三个区带。     

基于航空物探的嘉黎-帕隆藏布构造混杂岩带边界厘定及其工程地质风险

嘉黎-帕隆藏布构造混杂岩带长期以来被认为仅断续出露于帕隆藏布南岸.通过在建铁路勘察,利用航空物探（航空瞬变电磁（VTEM）、航空大地电磁（ZTEM）、航磁）与钻探验证,重新厘定了其位置,并分析了其工程地质风险.结论：（1）混杂岩带主体分布于帕隆藏布北岸,南北最宽可达约5 km,边界断层分别为嘉黎-易贡藏布断层与嘉黎-帕隆藏布断层.（2）该混杂岩带具“强变形带、弱变形域”特征,强变形带内基质主要为变质富钙砂岩等,岩块主要为斜长角闪岩等,工程性质差;弱变形域内为层状大理岩等,南侧边缘为花岗岩侵位,工程性质较好.（3）工程地质风险：南侧边界嘉黎-帕隆藏布全新世活动断层的地震活动风险;强变形带内隧道软岩大变形及桥台破碎岩质岸坡失稳风险;弱变形域、侵位岩体内构造接触面和断层沟谷的隧道突涌水风险、深埋段落的岩爆与高地温风险.（4）本航空物探方法对于探测大型地质构造效果良好,可推广至其他复杂艰险山区基础地质研究中.本研究可为区域古板块研究提供地球物理依据,为构造混杂岩带工程地质研究提供指导与参考.     

基于贝叶斯网络的隧道勘察设计期大变形灾害概率分级预测与应用研究

我国西南山区的铁路和公路隧道在遭遇高地应力、软岩和断层破碎带等不良地质条件时常发生挤压大变形灾害,带来巨大的经济损失.从隧道工程勘察设计期的实际需求出发,考虑该阶段预测指标的易获取性,以隧道埋深、围岩级别、等效洞径和岩石强度作为预测指标;搜集建立了以我国西南地区隧道工程为主的包含151组大变形案例的数据库.采用贝叶斯网络模型建立了不完整数据条件下隧道挤压大变形灾害概率分级预测模型,通过十折交叉验证确定模型准确率为76.52%.基于该模型研发了一款大变形分级预测软件平台,并在九绵高速公路白马隧道开展应用,预测准确率达71.11%.本研究成果可为我国西南地区类似地质环境条件下隧道勘察设计期大变形灾害预测提供技术支撑.     

地下水作用下的炭质板岩隧道变形控制技术探讨

以在建成兰铁路松潘隧道为工程实例,探讨研究地下水和构造应力共同作用下炭质板岩隧道变形特征。通过变形原因分析,采取设置长锚杆、注浆加固松散围岩、加强钢拱架锁脚等措施,能够有效控制变形。将软岩变形控制措施纳入动态设计是一种较为经济合理的手段。通过工程试验,动态调整工程措施,优化变形控制方案,对成兰铁路隧道建设具有较好的指导意义和工程借鉴。     

川藏铁路鲜水河构造带地质选线研究

川藏铁路康定过境段线路穿越了鲜水河活动构造带,存在高烈度地震与活动断裂、高位崩滑流、高陡岸坡失稳、高地应力岩爆和大变形、高地温、高压突涌水等系列重大工程地质问题,是全线地震和地质风险最大的一段,现有的选线经验借鉴困难,定线难度大。该段选线过程历时数十年,在不断摸索中选取了地质风险相对可控的三道桥设站-折多塘露头-折多山垭口越岭的可实施方案。本文通过系统梳理鲜水河构造带地质选线成果,总结出在构造活跃区地质选线应遵循区域稳定性选线-明线工程地质灾害选线-地下工程“极难处理”工程地质问题选线-不良地质综合选线-地质横断面选线等5个阶段逐渐深入的顺序。在遵守基本选线原则的同时,各阶段应充分考虑“构造、岩性、地下水”等3大地质基本要素,针对深大断裂构造应遵循“优先避让,其次正穿”、针对岩性应遵循“优先避开工程性质极差的特殊岩性(可溶岩、蚀变岩、构造软岩等),其次选择强度和完整性适中的岩性,并坚持走硬不走软”、针对地下水应遵循“岩溶水发育区应尽量减短水平循环带长度,地下水发育区尽量靠边走高实现顺坡排,地热异常区应走在低温廊道”的原则。该研究成果可为川藏铁路金沙江缝合带、嘉黎构造带以及规划中的滇藏铁路选线提供借鉴。     

山区隧道穿越韧性剪切带的地质条件探讨

研究了山区铁路隧道穿越脆韧性剪切带(断裂带)及与其次生的韧性剪切带时设计及施工围岩分级问题。从几何、小构造、运动形迹、组构特征、构造岩、糜棱岩、同变形变质及机械作用等方面探讨韧性剪切带特征,从宏观、微观、野外研究及测试、施工类比总结其围岩分级,对比韧性剪切带(脆韧性及韧脆性)与节理密集带内岩体的工程性质及工程设计的围岩分级的异同。确定了山区隧道通过韧性剪切带时应单独研究这种无明显破裂面围岩带的分级评价因素、评价结论和围岩分级原则,设计和施工需特别注意。可供构造带复杂山区类似工程参考。     

下扬子地区中新生代构造变形单元及构造变形样式

下扬子地区地处扬子板块东部,其构造变形特征研究具有重要意义。综合利用区域地质、地震、钻井和地球物理等多方面资料,对下扬子地区断裂、地层发育特征精细解释,建立了贯穿研究区的两条区域地质剖面,即宿迁绍兴大剖面和连云港苏州大剖面。研究表明:下扬子地区可划分为6个一级构造变形单元,依次为苏北胶南造山带、苏北冲断区、南北对冲带、苏南冲断区、浙北冲断区和江南造山带,并可进一步细分为14个二级构造变形单元,这些明确表现出本区中、新生代对冲构造变形特征;两条区域大剖面表现出了挤压、伸展、反转等3类典型构造变形样式,具体可分为5亚类、10小类。     

辽南小黑山地区太古宙构造变形序列

采用地质调查和显微镜下观察方法,研究了辽南小黑山区太古宙岩石组成和构造变形特征。小黑山区太古宙岩石包括上壳岩、古老片麻岩和变基性岩脉,它们在小黑山变质岩体中呈包体出现。上壳岩由黑云变粒岩、条带状闪石磁铁石英岩组成;古老片麻岩为条带状角闪黑云斜长片麻岩、条带状角闪斜长片麻岩,原岩为英云闪长岩;变基性岩脉为斜长角闪岩和角闪石岩。上壳岩堆积之后有英云闪长岩侵位,基性脉侵位于上壳岩和英云闪长岩（古老片麻岩）。小黑山区太古宙岩石经历了2幕变形：D₁幕变形主要表现为褶皱构造（DF₁）、与褶皱轴面平行的面理（DS₁）、矿物线理（DL₁）;D₂幕变形在叠加褶皱作用下形成斜歪倾伏褶皱（DF₂）,面理和线理不发育。小黑山区太古宙变质岩中发育的变形序列、构造特征、变形特征、变质条件表明,这2幕构造形迹群属于中部构造相。D1幕变形形成逆冲推覆构造,D₂幕变形形成第Ⅲ型叠加褶皱,它们都是在同方向的水平挤压应力作用下的产物。     

峡口高地应力软岩隧道施工监测及支护对策研究

针对高应力软岩公路隧道的特点,对湖北宜巴高速公路峡口隧道开展了地应力测试、隧洞收敛下沉、接触应力、结构受力等项目的监测工作。地应力测试结果表明,虽然隧洞埋深不大,但由于构造应力的存在,仍属于高地应力区。施工监测结果表明,高应力软岩隧道变形与结构受力具有明显的时空效应,与开挖方式、工作面距离以及支护时机密切相关。由于隧洞围岩软弱破碎,加之处于高应力作用下,在工作面通过后,岩体产生持续性的流变变形,导致隧洞产生挤压大变形和结构受力的持续增加,达到支护结构强度极限,最终导致围岩失稳和支护体系的失效。基于上述研究成果,提出了相应的高应力软岩大变形支护设计对策。研究成果为高应力软岩隧道变形与结构受力的时空效应性提供了监测数据支持,为峡口隧道的施工和支护设计提供了依据,对我国西部其他高应力软岩公路隧道的建设具有借鉴意义     

中国软沉积物变形构造及地震岩研究简评

近30年(1987—2016)来,中国的软沉积物变形构造、地震岩、震积岩及古地震研究,取得了很大的进展和成绩。但是,在国内中文期刊中已发表的约140篇文章和已出版的一些专著中,几乎都把具软沉积物变形构造的岩层当作地震岩。可喜的是,中国石油大学(华东)的老师们和学生们,对山东青岛灵山岛下白垩统中的软沉积物变形构造的研究,却有多种不同的观点,呈现出了一种活跃的学术气氛。笔者等的看法是:(1)软沉积物变形构造是一种沉积构造,它有多种成因,它是一个很好的沉积学和地质学术语,应继续地和更广泛地使用下去。(2)地震岩是专指由地震引起的具软沉积物变形构造的岩层,它是具多成因的软沉积物变形构造的岩层的一种,不能把所有的具软沉积构造的岩层都当作地震岩。有的地质学家建议废弃地震岩这一术语。(3)震积岩是"seismites"(地震岩)的误译,不宜再继续使用。(4)由于地震岩和震积岩这两个术语在国内外已使用多年,要废弃它们或不再继续使用它们,应得到国内外的多数地质学家的同意才行。     

柴达木盆地西南缘更新统震积岩特征及其意义

在柴达木盆地西南缘更新统湖相地层中发现了大量具有震积岩特征的软沉积物变形构造,层内发育有液化砂(泥)岩脉、液化角砾岩、负荷构造、火焰构造、球-枕状构造、液化卷曲变形层等一系列软沉积物变形标志,此外剖面内还发育了大型同震断层、震裂缝、同震褶皱等一系列同震构造变形标志.该区震积岩的发现表明,更新世以来昆仑山北缘及柴达木盆地...     

沅古坪隧道选线的岩溶水文地质问题

避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点.沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道.岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文地质问题.为更好地进行隧道东、中、西三条设计线的比选,在隧道研究区开展了1:1万的岩溶水文地质专题调查...     

中国软沉积物变形构造及地震岩研究简评①

近30年(1987—2016)来,中国的软沉积物变形构造、地震岩、震积岩及古地震研究,取得了很大的进展和成绩。但是,在国内中文期刊中已发表的约140篇文章和已出版的一些专著中,几乎都把具软沉积物变形构造的岩层当作地震岩。可喜的是,中国石油大学(华东)的老师们和学生们,对山东青岛灵山岛下白垩统中的软沉积物变形构造的研究,却有多种不同的观点,呈现出了一种活跃的学术气氛。笔者等的看法是: (1)软沉积物变形构造是一种沉积构造,它有多种成因,它是一个很好的沉积学和地质学术语,应继续地和更广泛地使用下去。(2)地震岩是专指由地震引起的具软沉积物变形构造的岩层,它是具多成因的软沉积物变形构造的岩层的一种,不能把所有的具软沉积构造的岩层都当作地震岩。有的地质学家建议废弃地震岩这一术语。(3)震积岩是“seismites”(地震岩)的误译,不宜再继续使用。(4)由于地震岩和震积岩这两个术语在国内外已使用多年,要废弃它们或不再继续使用它们,应得到国内外的多数地质学家的同意才行。     

广西水岩坝矿田成矿构造演化及脉型矿床的构造控矿机制研究

位于桂东北姑婆山复式岩体西南接触带的水岩坝锡钨矿田，其主要矿床在控矿因素上具有以构造控矿为主导因素的特点，本文通过对矿田内主干断裂的岩组运动学、动力学及变形岩石有限应变分析。对本区自地洼区阶段以来，燕山期花岗岩体的侵入所造成的矿田构造格局进行了系统的研究；然后．根据烂头山黑钨石英脉型矿床的特征，按脆－韧性剪切的原理，从递进变形的角度指出本区脉型矿床的成矿规律．模式和找矿方向，并提出该矿床为构控型多因复成矿床。     

深孔地应力测试在铁路隧道工程勘察中的应用

为分析铁路隧道隧址区地应力分布、发育方向、变化规律,判断隧道洞身围岩岩爆、软岩变形特征,运用单回路水压致裂法,对隧道区内施工的4个深孔进行了地应力测试工作。结果表明,隧道洞身附近最大水平主应力为12~21MPa,最小水平主应力为9.6~14.2MPa,估算垂直应力为9.6~15.4MPa;地应力特征是以构造主应力为主,三向主应力具有随深度增加而增大的趋势;隧道洞身附近最大水平主应力优势方向为NNW14°~28°,表明隧道洞身附近地应力以NNW向挤压为主,主应力方向与拟设隧道轴线走向夹角在12°~26°,对洞室围岩稳定有利。由于隧道埋深大,地应力高,构造发育,岩性构成复杂,软硬相夹,存在硬质岩产生岩爆,软质岩遇水变形的可能。建议隧道在硬质岩段施工,采用"短进尺、多循环、强支护"的掘进方法,在软质岩段施工,采用"少扰动、快封闭"的掘进方法。该研究对隧道的设计施工具有重要的现实意义。     

柴达木盆地西南区震积岩的发现及其引发的勘探启迪

随着勘探和开发的需要,岩性油气藏成为柴达木盆地西南区石油勘探的一个重要领域,然而由于受多期的构造叠加改造,致使柴达木盆地西南区岩性油气藏分布规律不清,勘探接替领域不明确。笔者通过研究发现,由于受盆缘及其北西向二级断裂的影响,盆地西南区地震活动强烈,深、浅层均发现一系列与地震有关的震积岩,可见阶梯状小断层、液化砂岩脉、振动液化卷曲变形构造、砂火山、火焰状构造、假结核、震积砂枕、震积砂球构造、串珠状构造及震褶层等原地震积岩的软沉积物变形特征,另外可见地震引起的重力滑塌或泥石流形成的滑塌构造和角砾岩化变形特征,诸如震裂岩、震塌岩、自碎屑角砾岩、液化角砾岩、内碎屑副角砾岩等异地震积岩。事实上这些震积岩能够极大地改善储集层渗透性,使渗透率大幅度增加,为油气勘探和开发提供了新的视角和领域。更为重要的启迪是形成震积岩的古地震具有重要的触发机制,很容易引起三角洲前缘相的岩性发生滑塌,进而形成滑塌扇、浊积等一系列沉积现象,这种储集体将成为油田储量增长的新亮点,本着这种思想,笔者通过叠前地震多属性的预测及先进的叠前AVO反演预测,在柴达木盆地西南区跃东斜坡带发现这种滑塌体的存在,并建立了相应的沉积模式图。这样将可能突破以往该区"...     

滇西勐海西定地区南段组褶叠层构造及其研究意义

滇西勐海西定地区,在大地构造上位于西南“三江”造山带南段昌宁-孟连结合带东侧的双江-澜沧俯冲增生杂岩带内。该区分布有一套晚古生代的浅变质碎屑岩系--南段组(DCn)。该套地层既显示层型面状构造型式,又发育有顺层片理、顺层掩卧褶皱、粘滞型石香肠及顺层韧性剪切带等构造形迹,具明显的分层剪切变形、横向构造置换和顺层固态流变特点,构成较典型的褶叠层构造。本文对其构造变形特征进行了系统分析与总结,结合区域构造背景研究成果认为,南段组褶叠层构造总体形成于昌宁-孟连古特提斯洋闭合后同碰撞造山收缩挤压背景下的伸展剪切机制。同时指出,南段组是经过构造改造重建而形成的构造地层单元,应称其为南段岩组;现今露头剖面所见南段岩组岩性组合及厚度只代表改造后构造地层的岩性组合特征及褶叠层的露头厚度,不能完全代表南段组原沉积地层的韵律组合及沉积地层厚度;应按构造地层单位进行划分、填图和研究。褶叠层构造作为浅变质岩区一种普遍的构造型式,是对岩石变形组合特征的客观认识,其构造型式、形成机制、形成层次以及形成时间的研究对分析造山带构造演化过程和深化大陆动力学机制的认识具有科学意义。     

华北串岭沟组软沉积物变形构造及其构造古地理意义

华北古陆北缘中元古代串岭沟组是整个华北古陆沉积环境从以滨浅海陆源碎屑岩为主体的沉积体系向以碳酸盐岩为主体的陆表海沉积体系的转折点。串岭沟组发育了大量的软沉积物变形构造:水塑性变形构造,液化构造,流化构造,均是与地震驱动相适配的变形构造,它们赋存于特定的层内,并在空间上呈规律变化,为典型震积岩。地震中心主要为蓟县—兴隆区域,东西向展布的断裂控制相带分布,南北向控制沉积类型。软沉积变形构造可以作为重要沉积标志来限定大陆裂解引发的伸展构造运动时间。因此综合研究串岭沟组发育的软沉积物变形构造类型、特征、层位和空间位置对于认识原型盆地的断裂构造活动特征具有重要意义。