淺談水布埡庫區主要斷層及活動性分析

■朱　豐（湖北永業行評估咨詢有限公司湖北武漢430000）

淺談水布埡庫區主要斷層及活動性分析

■朱豐
（湖北永業行評估咨詢有限公司湖北武漢430000）

清江水布埡水利樞紐為清江流域重要的水電工程，通過對水布埡壩址周邊區域性及近壩址斷裂活動性分析，認為壩址周邊斷裂活動性微弱，壩址穩定性較好。

水布埡斷層龍王沖楊柳池

水布埡水利樞紐工程位于湖北省巴東縣,是清江梯級開發的控制工程,也是最后一個梯級工程。大壩坐落在NW 30b峽谷河段,順直河段長約800 m,其上下游河段均為WE向。河谷斷面呈不對稱的U形,枯水期水面寬約90 m,水深1~3 m。壩區主要為二疊紀、石炭紀、泥盆紀和志留紀沉積巖,由灰巖、泥灰巖、泥質和炭質頁巖、砂頁巖構成。大壩基巖主要為二疊紀灰巖與頁巖的互層結構。水布埡壩區地質構造條件較為復雜，本文從庫區周邊區域性大斷裂及近場區斷裂活動性分析，來了解水布埡水利樞紐區域上的穩定性。

圖1　壩址及外圍區域構造略圖

1　區域性大斷裂活動性分析

水布埡庫壩區外圍發育有恩施、仙女山（含北、中、南三段）等17條區域性大斷裂或地區性斷層，其中區域性大斷裂均展布于壩區45km以外地區（圖1）。這些斷裂大部分為NNE和NNW向，少數為EW向。延伸長度50~150km的達13條，構造帶寬10~80m，以齊岳山斷裂規模最大，切入上、中、下地殼，為地殼斷裂，長達150km，構造帶寬80m。據航磁重力和人工地震測深資料，天陽坪、建施、郁山、黔江、咸豐斷裂均為切穿基底層的基底Ⅰ型斷裂，余者為切穿該層和基底頂的該層斷裂或基底Ⅱ型斷裂。

上述斷裂主要形成于燕山運動時期，它們自生成以后又經歷了多次活動，主要表現為繼承性活動的特點，經熱釋光和電子自旋共振等不同方法活動年齡測定，最新最明顯活動年齡除九灣溪、仙女山、霧渡河斷裂稍晚外，余者均在23~98萬年有過明顯活動。但據中科院地研所李興唐教授1991年對都鎮灣、松園坪、龍王沖三條斷裂取樣熱釋光和電子自旋共振測試資料，它們分別在180萬年、200萬年和240萬年前有過明顯活動，中更新世以來沒有明顯活動。

據近代及近期地震分布狀況以及某些跨斷裂短水準和環形水準地形變實測資料，上述斷裂現今處于基本不活動或輕微活動。近代地震沿遠安斷裂帶、南漳-荊門斷裂活動最為頻繁，仙女山、九灣溪斷裂和黔江斷裂次之，但震級水平都不高，除咸豐斷裂帶西側的大路壩歷史上曾有一次較強地震外，其余都在5.5級以下，屬中強地震和小微地震。結合近年和十年來的形變實測資料，仙女山、九灣溪、遠安等斷裂均有明顯的垂直和水平位移，其形變量均在0.06mm/a以下，表明它們近代活動微弱。

圖2　水布埡水利樞紐近場區地質構造圖

2　近壩址較大斷裂活動性分析

水布埡水利樞紐近場區展布一組NNE向的斷裂帶，包括黑碳河斷裂（長茂司斷裂）、龍王沖斷裂、楊柳池斷裂、桃李溪斷裂、百果園斷裂、長嶺斷裂等。這些斷裂長約10-35km。主要與NNE向褶皺相伴生，經歷了多次構造變形，根據最新活動年齡測試，它們在新構造運動時期和中更新世有過活動，現今無明顯活動跡象。其中龍王沖斷層和楊柳池斷層經測深資料證實已切入基底，是場區主要斷層。

2.1龍王沖斷層

龍王沖斷層位于半峽背斜西翼，緊鄰半峽背斜核部，恰位于水布埡壩址與半峽壩址中間，距兩壩均為5km，是壩址區規模最大的斷層。根據野外實地調查資料分析，龍王沖斷層長約30km，寬2～15km左右，由多條斷面組成?？傮w走向NNE20°左右，向北延伸到半峽背斜弧形轉折端處即消失；向南延伸過江后，很快發散為多條斷裂。斷層向西傾斜，傾角變化較大，總體上為上陡下緩的鏟式斷層。上部傾角為60°-80°，下部為30°-40°，局部順層擴展。

斷層產狀在剖面上的陡緩變化，即可能是受控于不同巖性層所產生的斷層折射，也可能是斷層剖面上P、R斷裂聯合擴展作用的結果。剖面上P、R斷裂擴展成透鏡體化帶，進而控制局部斷面的陡緩變化。斷層變形帶以構造角礫巖為主，局部見有摩擦糜棱巖或葉理化碎粒巖。在燕山主期，龍王沖斷層與半峽背斜相伴生，以擠壓逆沖變形為主，形成一系列張性斷層和多次張合愈合的方解石細脈；在喜馬拉雅主期，在持續伸展作用的同時，兼有左旋扭動，根據方解石e雙晶和位錯密度所估算的差異應力為70~90MPa。

龍王沖斷層年齡測定，220×104年有過輕微活動。又根據（龍2）鈣華，未見變形、破裂形跡，表明90×104年以來沒有活動過。新構造期仍以繼承性微弱活動為主，現今構造活動極其微弱。

2.2楊柳池斷層

楊柳池斷層在水布埡壩址2-3km與龍王沖斷層相距7-8km，兩斷層斜列展布，離水布埡壩址最近距離約2km。斷層總體走向NNE25°左右，全長約27km，規模與龍王沖斷層大致相當。根據變形特征的差異，通常將其分為三段。

北段斷層破碎帶寬約10m左右，發育幾條平行的斷面，傾向SE，傾角75°左右或近直立。斷層活動歷史較復雜，以燕山晚期的擴張析離作用最為明顯。斷層新構造活動較明顯，沿斷層帶分布有斷崖。

中段控制小型早白堊世斷陷盆地。破碎帶較窄，以膠結緊密的碎裂巖和片理化碎粒巖為主。斷層左旋滑特征最為明顯，表明在喜馬拉雅主期中段以張性兼左旋剪切變形為主。

南段寬15-20m，主要為棱角狀角礫巖，并有大量的方解石充填、穿插，局部見有糜棱巖帶和斷層摩擦鏡面，斷層張性活動特征最為明顯。新構造活動現象明顯，沿斷層帶分布有埡口和斷層壁。

綜上所述，楊柳池斷層是在原有小斷層的基礎上擴展連通構造的。自燕山晚期以來，楊柳池斷層活動中心不斷向南遷移，斷層活動程度也逐漸降低，現今構造活動極微弱。

3　結語

通過對水布埡壩址區域性大斷裂及近壩址較大斷裂活動性分析認為，這些區域性大斷裂及近壩址斷裂在近代處于基本不活動或輕微活動狀態，對水布埡樞紐壩址的威脅不大，但其水庫誘發地震應引起足夠重視。

P641.4+3[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-35-2