山西地堑系太原盆地晚新生代沉积环境演化及物源分析

【目的】山西地堑系因其独特的大地构造位置成为研究中国东部晚新生代变形的热点地区,然而受露头剖面的局限,目前少有报道地堑系盆地完整的沉积环境演化的工作,对进一步认识地堑系演化过程造成了困难。【方法】通过太原盆地ZK01钻孔揭露的约8.1 Ma以来的详细沉积记录,开展了沉积环境和物源分析工作。【结果和结论】沉积环境分析表明太原盆地经历了河流—三角洲/湖泊—河流的沉积环境演化过程,其中分别在5.8～4.4 Ma和2.2～1.6 Ma发育两期覆盖整个太原盆地的湖泊。物源分析表明在5.8 Ma前后存在物源转变。5.8 Ma以前物源主要来自东部太行山脉的侏罗系石英砂岩;5.8 Ma以后物源转为以三叠系长石砂岩为主,同时吕梁山北部的变质岩和火山岩碎屑进入盆地,表明汾河开始流入太原盆地。太原盆地沉积环境演化与区域古气候和构造的关系,表明盆地的湖泊扩展过程主要受构造沉降控制,是青藏高原东向扩展作用的构造—地貌响应。     

山西地堑系甸子梁期低起伏高海拔地貌面成因及新构造演化

在山西地堑系的山地顶部广泛发育着一级低起伏高海拔地貌面,即甸子梁面。认识甸子梁面的形成模式,是能否以其作为地貌标志进行区域地貌演化和构造变形研究的关键。文章在阐述低起伏高海拔地貌面形成模式的基础上,以蔚县-广灵盆地南缘山地上发育的甸子梁面为例,探索该级低起伏高海拔地貌面的成因机制。结果表明,甸子梁面是残留的准平原,其被准平原化后分别经历了新近纪早期构造抬升、新近纪晚期断裂形成、唐县期山麓剥蚀以及第四纪断陷等4个时期。蔚县-广灵盆地南缘断裂自开始正断运动以来,该断裂总的水平断错量约902±71 m,总的垂直断错量约1567±5 m,其中在唐县期之前（>3 Ma）的垂直断错量约276±16 m,在唐县期之后（< 3 Ma）的垂直断错量约1291±15 m。蔚县-广灵盆地南缘断裂在距今3 Ma以来的活动性稳定,不同时间尺度的垂直断错速率均约0.4~0.5 mm/a。

     

运城盆地地裂缝特征及机理分析

运城盆地受地质构造、地形特征、地层条件等因素的影响,地裂缝灾害较为发育。文章总结了运城盆地地裂缝的发育特点,并从地垒-地堑构造运动和断陷带基底活动两方面入手,尝试性地探讨了引发运城地区地裂缝的成因机理。研究运城盆地地裂缝的展布特征、形成机理、致灾作用,对于更好地总结和认识地裂缝等地质灾害的发生与发展的规律,以及预测与防治的方法提供了理论依据。     

山西地堑系北部六棱山北麓断裂西段晚第四纪右旋走滑速率的约束

山西地堑系是华北中部的一个不连续的右旋剪切拉张构造带,这一观点似乎早已被学界所广泛认同。然而,目前仍缺乏对山西地堑系内部NNE向断裂右旋走滑特征的深入认识。本研究主要以山西地堑系北部六棱山北麓断裂的西段为研究对象,基于高分辨率卫星影像解译、野外地质地貌调查、无人机摄影测量和光释光测年等手段对断裂的晚第四纪运动学特征进行了厘定。跨断裂冲沟的一致性右旋偏转等表明断裂具有右旋走滑活动,断裂露头的构造解析及断层三角面、断层崖和冲沟裂点等指示断裂还具有正断分量。对断错地貌面和地质体的精确测量结果表明断裂应以右旋走滑为主,兼有正断分量,且走滑分量远大于垂直分量。结合年代学估算出断裂晚第四纪以来的右旋走滑速率为1.6±0.3 mm/a,垂直滑动速率约为0.2 mm/a。六棱山北麓断裂西段的右旋走滑速率与GPS测量的山西地堑系的右旋剪切速率大体相当,表明六棱山北麓断裂西段在山西地堑系的右旋剪切运动中起着重要的作用。六棱山北麓断裂西段的右旋走滑运动未被六棱山北麓断裂中段的水平拉张作用完全吸收和调节,剩余的应变分量可能继续向NE方向传递,故与六棱山北麓断裂西段走向基本一致的六棱山北麓断裂的东段也可能具有右旋走滑特征。

     

山西运城盆地北部峨嵋台地晚更新世—全新世地质环境变化及其对人类聚落分布的影响

新构造运动及自然环境的变化深刻影响着人类聚落的形成与分布。山西运城盆地北部的峨嵋台地中段自北向南发育孤山隆起、埝底洼地、三管高地,现今人类聚落在相对平坦的埝底洼地中较少,而是围绕低洼地带周缘斜坡带分布。野外地质调查发现,研究区广泛分布的马兰黄土之上覆盖着一套冲洪积物、湖相沉积及河流相沉积。文章对不同地貌部位典型剖面开展了详细的野外地质调查及光释光、碳十四年代学研究,结合研究区古人类遗址分布位置及现今人类聚落分布特征,深入分析了晚更新世—全新世峨嵋台地的地质环境变化过程及其对人类聚落迁移的影响。研究结果表明,埝底洼地晚更新世黄土之上湖相沉积底部年龄为距今1.7万年左右,指示该时期峨嵋台地中段形成了低洼地带,并汇水成湖,结合区域构造资料推测该洼地的形成可能与三管高地北侧断裂活动有关。距今约5000年左右的荆村遗址、袁家庄遗址分布位置反映全新世中期湖泊范围可能扩大到了孤山山前,古人类邻水而居。之后随着气候变干,湖泊逐渐萎缩,人类聚落不断向低洼地带迁移。因此,现今人类聚落围绕埝底洼地周缘分布而不进入低洼地带的特征主要延续了全新世中晚期人类聚落邻水而居的形态,这也相应指示了人类聚落分布及演变与自然环境变化之间存在着紧密联系。     

山西运城盆地大吕-白张地裂缝的基本特征与成因分析

大吕-白张地裂缝位于山西省运城盆地东南部,已破坏大量沿线的房屋、道路和农田,造成了巨大的经济损失。为探明其基本特征及成因,利用野外实地调查和槽探,基于钻探、地球物理勘探详细地描述了地裂缝的基本特征,包括平面、剖面、近地表和深部4个方面;基于区域应力基底构造分析、断裂构造条件分析和In SAR沉降监测,从孕育环境、断裂控制和抽水诱发等方面分析了地裂缝的成因机理。调查结果显示大吕-白张地裂缝位于中条山断裂和鸣条岗东侧断裂上盘,穿越8个村庄,断续延伸9. 2 km,整体走向NE45°,倾角为70°～85°。地裂缝上宽下窄,两侧地层被不同程度的错断,位错量随着深度的增加而增加,表现出同沉积断层的性质。地裂缝以垂直位错为主,兼具水平拉张,且具有沿走向的活动差异性。大吕-白张地裂缝是在多种因素共同作用下形成的,区域拉张和基底伸展导致基底破裂,为地裂缝的孕育创造了条件;构造断裂控制地裂缝的发育和活动;抽水诱发地裂缝并导致其出露地表;地表水潜蚀扩大地裂缝的活动规模并最终形成现今地裂缝。本文不仅对于运城盆地的防灾减灾具有重大意义,可为该地区的经济建设提供理论支撑。     

青藏高原南北向地堑系的实验研究

青藏高原南北向正断层及与其伴生的地堑是当前的热门话题。对其成因的认识分歧颇大,它们与高原隆升的关系则还处于推论阶段。本文用模拟实验的方法检验了其中的主要观点,结果表明:南北向正断层及与其伴生的地堑是南北向挤压的结果,是在挤压中期横张裂隙的基础上发展起来的。因此,它不代表高原已抬升到了最大高度后的塌陷,而是伴随高原隆升过程中的产物。     

黔东南地区重力场特征及雷公山地堑系地质意义的初论

通过采用先进的重力数据处理软件，对黔东南地区的1：20万布格重力场和剩余重力场等资料，进行了综合处理，重力解译，地质分析，获得了不少新信息和新认识，不仅证实了区内NE向断裂的存在，还发现了EW，NW，SN向的断裂构造，这是开展1：20万区域重力调查和运用先进的重力数据处理技术的一个重要成果。     

不同成因地裂缝探地雷达图像特征

地裂缝灾害是隐蔽性的地面变形灾害.根据工程实例,总结了裂缝的探地雷达图像基本特征,在此基础上分析了结构开裂、不均匀沉降裂缝、地下介质错动裂缝、滑坡趋势裂缝、崩塌裂缝的探测机理和雷达图像特征.     

西安地裂缝场地地震效应分析

地裂缝是由内、外营力以及人类活动等因素的作用引致发生的一种地面破坏现象。在这种不良的地质条件下,必然会对场地的地震响应带来一定程度的影响。针对地裂缝场地地震效应研究和工程评价的不足,采用有限元法研究了地震荷载作用下,地裂缝对场地地震动效应的影响问题。分析得出了地裂缝对场地地表水平峰值加速度及反应谱的影响特征和影响范围,为地裂缝场地工程结构的抗震设防和地裂缝灾害避让提供了新的参考。     

邢台市隆尧地裂缝发育特征及成因分析

隆尧地裂缝在华北地区是典型表生灾害,不仅对地表造成了潜蚀、塌陷、张裂、错断、龟裂等地质灾害,而且给当地的农业生产、工程建设、人民生活造成严重经济损失。为揭示其成因,本文利用地质调查、监测与测量、槽探、物理勘探等方法,主要研究了隆尧地裂缝的发育特征,包括平面、剖面、深部、活动4个方面,总结了地裂缝的发育规律,最后从孕裂环境、启裂条件、破裂过程等3个方面对其成因展开分析。通过研究,本文认为:(1)隆尧地裂缝出露于十余个村镇达30km,分别向NWW、NEE方向延伸,与隆尧断裂高度一致; 其活动时间具有周期特征,可分为开启-闭合-缓变-骤变等4个时期。(2)隆尧地裂缝受控于隆尧断裂,区域内的深部构造、断裂构造、构造地貌等条件为地裂缝的形成提供了孕裂环境。孕裂过程经历了应力积累、破碎带形成2个时期。(3)断裂活动是开裂的动力基础,地下水抽采、地表水入渗是开裂的重要因素。(4)隆尧地裂缝的开裂过程具有时间和空间上的不均性。从目前的勘察和研究情况来看,隆尧地裂缝活动正处于活跃期。     

氡射气测量在西安地裂缝勘察中的应用研究

为了避免大量开挖揭露工作量, 加快地裂缝的勘察速度, 研究出一种简便易行的探测方法是目前西安地裂缝勘察中迫切需要解决的问题。本文研究了氡射气测量在西安地裂缝勘察应用的地质基础, 结合近十几年工程勘察实践, 讨论了氡射气异常的特征, 分析了氡射气的探测效果, 结果认为：氡射气测量在西安地裂缝探测中的有效率为：８０％左右。     

基于BOTDR的地裂缝分布式光纤监测技术研究

地裂缝的监测是防治地裂缝危害的一项重要工作。本文采用基于BOTDR的分布式光纤感测技术对已有地裂缝和潜在地裂缝进行了分布式监测,详细介绍了BOTDR分布式光纤感测技术原理和地裂缝分布式监测方法,并以无锡杨墅里地裂缝作为监测点进行了现场试验研究。研究结果表明：基于BOTDR的分布式光纤感测技术可十分有效地对地裂缝的变形进行监测; 采用定点布设的方法,可提高感测光纤的监测精度和量程,测量精度可以达到0.1mm; 2m长的定点间距,量程可达30mm; 通过网格化铺设感测光缆,可对一定区域内的多条地裂缝进行监测; 在同一方向上,不同点距的结合,可提高地裂缝监测的定位精度。     

抽水作用下先期断裂对地裂缝的影响研究

过度抽取地下水和先期存在的断裂构造是西安市地裂缝地质灾害发生的主要原因。作者首先从理论上分析了抽水情况下地裂缝形成的张拉破裂机制、剪切破裂机制和张剪复合破裂机制,并从结构面控制理论分析了先期断裂在地裂缝形成中的控制作用;然后依据比奥三维固结理论,采用FLAC软件建立了西安地裂缝的计算模型,比较了抽水作用时没有先期断裂和地层差异、有先期断裂而没有地层差异、有地层差异而无先期断裂等情况时的地面变形特征,得出抽水作用下,先期断裂对地裂缝的形成及发展具有诱导、隔离和放大的耦合作用,从而得出先期断裂不仅仅只是地裂缝形成的构造基础的结论。     

地裂缝及其灾害研究的新进展

已查明我国 2 6个省市出现具一定规模的地裂缝 1 0 0 3处 ,60 0 0多条。其中 80 %是构造地裂缝 ,它们是地壳浅表层破裂。区域地裂缝与强震区分布一致 ,活跃期也相吻合 ,它们是同一构造应力场作用的不同构造现象 ,区域地裂缝释放地壳应变能远超过同期强震能量释放的总和。作为动力源的地裂缝活动使同期地质体发生位移产生形变场和应力场 ,并通过地基使建筑物结构等失稳失效破坏成灾 ,估算全国地裂缝造成的损失为 91 .2亿元 ,其中华北区损失占 70 %。地裂缝已构成一个新的独立的灾种。     

北京某机场地裂缝地质灾害成因与防控

北京首都国际机场T2航站楼已建成使用十余年了,近几年发现Z2-Z3-F;区域内出现了地裂缝,地裂缝造成道面起伏不平,已影响到了T2航站楼的正常使用。为查明本条地裂缝的特征、成因,为地裂缝地质灾害的防控提供依据,本文通过对有关文献和勘察资料的搜集汇总,结合现场踏勘、综合物探方法、道面位移监测成果,从区域特定的地质环境背景出发,对本条地裂缝的主要特征进行了研究,系统分析了地裂缝地质灾害的成因机制,即区域地质构造活动是造成该段地裂缝产生和发展的最主要的成因,指出采用工程措施从根本上治理本条地裂缝地质灾害是不可行的、不经济的,并据此提出了采用物联网技术等新型综合监测措施防治地裂缝地质灾害,为今后地裂缝地质灾害的治理提供了有益的借鉴。     

山西中条山胡-篦型铜矿床勘查模型系统

根据山西中条山铜矿系统勘查的研究,建立了胡-篦型铜矿床的勘查模型系统,包括描述模型、成矿模型、准则模型、标志模型和勘查模型等要素,并在该区成矿预测中得到了有效的运用。     

西安地裂缝活动机理新解

地裂缝活动对西安的城市建设及工业生产造成巨大损失,研究其活动机制对地裂缝灾害的防治具有重要意义.已有的研究大都认为过量抽取地下水引起的含水层垂向固结变形的差异变形是引起目前西安地裂缝剧烈活动的主要原因[1-4],但对差异变形产生的原因则解释不一.在分析地层水平方向、垂直方向的压缩试验结果及西安地裂缝与地面沉降活动现象的基础上,利用含水层水平固结变形对西安地裂缝的超常活动进行了合理的解释和分析.