【《某铁路工程段主要活动断裂及活动性评价分析案例》4700字（论文）】

某铁路工程段主要活动断裂及活动性评价分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u20460某铁路工程段主要活动断裂及活动性评价分析案例 1110501.1口镇—关山断裂（F1） 1138091.2北山南缘断裂（F2） 4177971.3乾县—富平断裂（F3） 6140161.4礼泉一三原断裂（F4） 6133371.5泾河断裂（F5） 8302411.6泾阳-渭南断裂（F6） 8149121.7渭河北岸断裂（F7） 10260951.8长安—临潼断裂（F8） 11研究区位于渭河以北，北山以南的冲洪积平原和黄土台塬上，除口镇—关山断裂出露外，还发育有多条隐伏的活动断裂。现对区内各活动断裂的性质、展布、规模及活动性描述如下。1.1口镇—关山断裂（F1）该断裂属于一条重要控制性断裂，位于渭河盆地中断的北部，采用卫星影像看较为明显，区内以口镇为界分为东西两段，东西走向，向南倾，倾角为40º～75º，区内长约50km。东段为黄土塬与渭河冲积平原的分界，在地表保存十分醒目，高约20～130m的线性黄土陡坎，陡坎西高东低，在关山以东消失。断裂西段为北侧前新生界基岩山地和南侧渭河盆地的分界，地形高差在500m以上，在口镇一带古生界地层破碎带宽达50m，断层角砾岩发育。口镇—关山断裂最早形成于早第三纪，第四纪以来活动仍很强烈，在口镇一带上新世夷平后，断裂上升盘已抬升到1000～1080m，但在断裂下盘300m的钻孔中未钻穿第四纪地层，证明上新世以来，垂直位移在1000m以上，第四纪时期断裂继承了以前的活动特点，作强烈的垂直运动，如在鲁桥一带发育了多期上迭的洪积扇，而在清峪河流两岸普遍形成了四级以上的高基座阶地。重力反映为等密值线密集带，电法、地震、钻井等资料均证实其为一条断面向南倾的高角度正断层。据野外现场调查，211国道修建时，由于开挖路堑，该断裂在口镇土地岔村以西211国道堑坡处有一典型剖面（图1.1）；在口镇土地岔村211国道西北侧原公路所在冲沟处该断裂也有出露，可见到明显的断层面，上盘为Q3－4的松散堆积物，图1.1211国道堑坡处口镇一关山断裂剖面图1.2口镇附近出露的断层构造面下盘为二叠系砂岩（P2S）（图1.2）。地形地貌上，口镇－关山断裂北盘为黄土塬和山地，而河流阶地和洪积扇主要遍布在南盘。该断裂在卫片上显示清晰，口镇以西伸入基岩山区，口镇以东进入渭河盆地，沿线分布第四系沉积物。据物探资料反映，该断裂切割了新生代所有地层，山区Ⅳ级阶地与盆地相对应的沉降界面落差400m，第四系断距达1000m。在关山处，断裂两盘第四系厚度差800m，具有同沉积特征。在口镇，断裂北盘为基岩，与主断层组合成“Y“型，同时可以看出此断层有过垂直运动。泾阳老沟黄土中断层形成高0.5~1m的黄土陡坎，可见宽达3m的黄土断层破碎带。破碎带内黄土被切成菱形和条形块状，可见黄土陷穴，沿破碎带坍塌不断发生。口镇－关山断裂为一近东西走向南倾60°左右的第四系全新世活动断裂，地貌上存在明显分界线。该断裂形成于早第三纪，钻孔资料表明第三纪和更新世地层被错断，其中清峪河T1、T2、T3三级阶地第四纪地层错距分别为4m、69m、254m。断裂早期活动为压性，晚期为明显的张扭性。小地震活动相对较频繁，1983年4月底至1984年6月在该断裂上发生了震群活动，连续记录到震中距为5km的小地震350次，最大地震为2.3级。80年代，沿该断裂带发生了大量的地裂缝，表明了蠕滑对断裂层起到一定作用。在泾阳县岳家村，一条穿过村庄的地裂缝将一间民房的墙壁左行错动了2.2cm，表明该断裂具有左行水平运动。该断裂与北东、北西向断裂的交汇部位历史上有中强地震发生，近20年来，该断裂带上亦有弱震频繁发生。综上可以看出该断裂是一个新的活动断裂，至今仍在活跃运动[14]。另外，自八十年代以来，沿断裂在口镇一带的地裂缝十分发育，在口镇西、泾阳水泥厂、黄家村、蒲家沟、关山镇等10余处也发现了大量的地裂缝，地裂缝走向大多和断裂走向一致，并展布于断裂附近3km以内，跨断裂形变测量表明有垂直位移运动。说明该断裂在口镇一带为一近期还有一定蠕滑活动的全新世活动断裂。跨断裂的短水准测量资料也说明，该断裂现代的活动性仍然较明显，活动度为B-A级（表1.1）。表1.1口镇—关山断裂现代垂直差异活动速率观测地点观测时间（年）垂直差异活动幅度（mm）垂直差异平均速率（mm/a）泾阳口镇1982~200426.51.2泾阳地震台1982~200419.90.9阎良康桥镇2000~20042.80.71.2北山南缘断裂（F2）北山南缘断裂走向呈NEE，长度大于100km，倾向SE，倾角50º～80º，形成于上更新世，乾县—口镇断裂是北山南缘断裂的东段，由两支断裂组成（一支为西凤山断裂，另一支为泔河—庄河沟断裂），有醒目陡峻的断层三角面。断崖上有清晰的断层擦痕阶步，是它们的下盘作大幅度的下滑和反扭横移的陈迹。断层带的角砾岩、糜棱岩十分发育。西凤山断裂位于西凤山山前（图1.3），断裂走向N50～80E，倾向南东，倾角62～85。在白马杨沟右壁可以看到南侧的上更新统冲洪积黄土状土与北侧的红褐色中更新统黄土陡然直接接触（图1.4），且北侧顶部的碎石层沿接触面拖拉距离较大，在该剖面近底部，接触面下方的中更新统黄土中小破裂密集，反映该支断裂最新活动时代为晚更新世。泔河—庄河沟断裂从乾县泔河杨庄，沿唐王陵、张家山山前向北东方向延至泾河西岸的湾里王村一带，断裂构造地貌清晰，走向45～70，倾向南东，倾角65～87。在礼泉县东页沟和海螺水泥厂开挖基坑等地，断裂错断上更新统黄土和古土壤层（图1.5和图1.6）；在礼泉县魏陵村北侧山沟东壁上，可见裂缝贯通至地表，裂缝两侧Q3土层发生错动（图1.7），错距约1m，裂缝产状150°∠70°；在礼泉县奓沟冲沟中可以清楚的看到基岩断层面，产状170°∠75°，断层南侧为冲积卵砾石层，北侧为紫红色中厚层泥质灰岩（图1.8）。在岐山一乾县断裂西段的乾县玉皇洞村,晚更新世的砂砾石层被错断了4~5m。这些断层踪迹都明显记录了北缘断裂带在第四纪的活动历史，为确定活动断裂的形成时代提供了有力证据。渭河盆地北缘断裂带内主要断裂的运动幅度和滑动速率并不大,多在0.1~1.0mm/a，其呈现出的规律是东强西弱，南强北弱。如泾河以东的口镇一关山断裂、双泉一临猗断层其平均滑动速率多在0.4mm/a以上,而径河以西,各断层自上新世以来的平均滑动速率都在0.2mm/a以下，如北山南缘断裂。北山南缘断裂地区地震很少发生。因此，综合确定该断裂的最新活动时代为Q3，活动度为C-B级。图1.3西风山山前断裂构造地貌图1.4白马杨沟沟口右壁剖面图1.5礼泉县东页沟左壁断裂剖面图1.6海螺水泥厂基坑坑壁断裂剖面图1.7礼泉县魏陵村南Q3土层发生错动图1.8北山南缘断裂岩土分界面1.3乾县—富平断裂（F3）乾县—富平断裂走向NEE，倾向SE，倾角50～80，为正倾滑断裂，为渭河盆地北缘断裂，第四系地层已经覆盖多数地段，因此该断裂呈隐伏状，把古生代地层控制在断层以北。在礼泉县城以北的段家村可见断裂错断晚更新世黄土和古土壤层；在清峪河附近错断清峪河多级阶地，其中错断二级阶地约5m，四级阶地大于10m，平均活动速率为0.04～0.2mm/a；在断层以北的三原和富平发育有陵前洼地和顺阳洼地。因此，我们综合评价该断层的最新活动时代为Q3，活动度为C-B级。1.4礼泉一三原断裂（F4）礼泉一三原断裂走向NEE，倾向SE，倾角60～80，为正倾滑断裂，此断裂对渭河盆地的形成和沉积起着一定的作用，在礼泉一梁村镇一带断裂陡坎地貌发育，地形南高北低，相对高差在梁村镇达30m；在礼泉县城北陡坎高3-5m，陡坎西高东低，延续长度约18km；礼泉县以东泾阳和三原之间，地貌行迹不明显，处于隐伏状态。在乾县梁村镇西大白沟和麦何沟的交叉处的淡头村发现晚更新统古土壤地层的错动现象（图1.9-1.11），在陡坎状地貌底部发现该断裂是由两条断层组成的断裂带，带宽100m左右，倾向北，倾角75～80，走向近东西，错断晚更新统古土壤层，北盘下降，南盘相对上升，垂直错距2.5～6m，说明该断裂晚更新世曾有明显的活动，但沿线未见明显的全新世地层错断。因此，我们综合确定该断层的最新活动时代为Q3，活动度为C级。断层面断层陡坎断层面断层陡坎图1.9淡头村北沟断层及陡坎地貌（镜向南东）图1.10淡头村北沟断裂带的两条断层面（镜向东）图1.11淡头村东沟断层及陡坎地貌（镜向西南）1.5泾河断裂（F5）此断裂是一条沿着泾河的流向形成的隐形断裂，在三普汾渭盆地石油普查中中可以解译出沿泾河河谷方向延伸的断裂(详见图1.12)。该断裂走向NW，倾向NE，倾角为65～75，长度约45km，为正断层。且断裂的北部是泾渭平原，西南部是咸阳的黄土台塬，坎高达100m，经常会有滑坡的灾害发生，说明了该断裂的存在。根据跨断裂浅层地震勘探结果，该断裂断点埋深约60m，推测最新活动时代为中更新世，活动度为C级图1.12渭河断裂、泾河断裂深层构造解译1.6泾阳-渭南断裂（F6）泾阳—渭南断裂西段走向近北西，东段走向近东西，重力布格异常图上有显示，断层面北倾，倾角68°，断距向下变大，据地震勘探资料，在100~1000m浅层深度、800~2000m中层深度和2000~5000m深层深度该断裂都反映明显（图1.13）。断层两侧钻井资料也表明该断裂在早第三系地层的最大断距大于1km（图1.14）。另外，根据钻探资料显示，在永丰村附近出现明显的地层结构变化，东侧以砂层和粉质粘土互层，西侧为厚层砂土偶夹粘土层，位置与推测的渭南—泾阳断裂的位置吻合，表明渭南—泾阳断裂在渭南东段晚更新世时期有活动。西段地形平坦，仍处于隐伏状态，活动证据较少。图1.13a渭南—泾阳断层浅部显示（据三原普查资料）图1.13b渭南—泾阳断层中部显示（据三原普查资料）图1.13c渭南—泾阳断层深部显示（据三原普查资料）根据渭河盆地地形变水准剖面监测结果，泾阳—渭南断裂从2001-2008年的平均垂直活动速率梯度为0.13mm/a.km，但和南区的运动方向相反。综合确定该断层的最新活动时代为Q3，活动度为C-B级。1.7渭河北岸断裂（F7）渭河断裂是一条长达350km的隐伏断裂。该断裂形成时期很早，在渭河盆地南、北两侧的基底时代不同，南侧是古生代变质岩系与酸性侵入岩，与华山、骊山、秦岭等出露的地层一致；北侧是古生代的灰岩，与北山山地相同。在第三纪时期，渭河断裂西段担当了早第三纪渭河盆地的北界，断裂南侧堆积很厚，而北侧缺失。晚第三纪时虽然北侧已有沉积，但较断裂南侧要薄。第四纪以来断裂仍然活动，目前是一条明显的地貌界线，在泾河以西的断裂北侧为黄土台塬，南侧为渭河低阶地，沿断裂有地裂缝发育并有地热异常和微地震发生[10]。在兴平县的北吴砖厂断裂露头明显，地表串珠状地裂缝发育。断裂带宽度约230m，主断面向南陡倾，倾角80°左右，错断晚更新世古土壤1.7m，上端为通达地表的地裂缝（图1.15）。在主断面两侧及断层带南侧，多处可见地裂缝。断裂带最南端230m处发育有多条次级断层，断面处的黄土片理状，显示出剪切磨压特性。图1.14兴平北吴砖厂断裂剖面及地表地裂缝1.全新世黄土（L0）；2.晚更新世黄土(L1)；1.中更新世黄土(L2、L3)；4.古土壤(S1、S2、S3)；5.钙质结核层；6.F1、F2渭河北岸断裂图1.15渭河断裂古水断层剖面（据冯希杰，2003）由陕西省地震局承担的“城市活断层探测”项目在咸阳陈家沟至张家湾之间做了大量的浅层地震、钻探和槽探工作，其中庇李村涵洞路槽中发现多次古地震事件形成的砂土液化和地震断层，光释光和C14测年表明距今9110年以来断层的累计垂直错距1.2m，说明渭河断裂窑店—张家湾段为全新世活动断裂（师亚芹等，2007年，地震地质）。本研究区位于渭河北岸断裂西安以东，最新活动时代为Q3，活动强度0.35mm/a左右，活动强度为B级。1.8长安—临潼断裂（F8）长安—临潼断裂总体走向NE35～45，倾向北西，倾角70°左右，正断层，约60km长。沿断裂地裂缝发育，有地热异常和小地震发生。该断层在临潼城区西南有较多出露，以东在渭河盆地呈隐伏状，经过“西安市活断层