紅河斷裂帶及次級斷層對象沖尾礦庫工程的影響分析

卓庚山，裴鮮荷

（中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650000）

云南省個(gè)舊地區(qū)規(guī)劃建設(shè)的重金屬污染整治試驗(yàn)示范園區(qū)分設(shè)南部選礦園區(qū)和北部選礦園區(qū)，象沖尾礦庫為南部選礦園區(qū)的最終尾礦堆存場地，尾礦庫確定清基后的壩高為50m，壩頂標(biāo)高510m，使用期0.84年；后期進(jìn)行擴(kuò)建，清基后的總壩高達(dá)170m，壩頂標(biāo)高630m，屬二等庫，可滿足尾礦堆存時(shí)間21.27年。為了確保尾礦庫穩(wěn)定安全，在對紅河斷裂帶及次級斷層簡要分析的基礎(chǔ)，評價(jià)了對象沖尾礦庫工程的影響。

1 研究區(qū)基本概況

象沖尾礦庫位于個(gè)舊市卡房大溝東側(cè)的象沖溝，溝谷全長約3.5km，溝谷寬度40m～80m，為較陡的“V”型谷，展布方向總體為北東-南西向，谷兩岸多為呈不對稱陡坡地形，右岸自然坡度24°～34°，左岸27°～38°。尾礦庫庫區(qū)巖性主要為上三疊統(tǒng)火把沖組（T3h）黃色板巖夾變質(zhì)石英粉砂巖、長石石英粉砂巖；谷坡覆蓋有1m～2m的坡殘積層，淺表部巖體較破碎；溝床底部局部基巖出露，大部分覆蓋有0.5m～5.0m的沖洪積碎石土及砂礫石層。

庫區(qū)地貌屬構(gòu)造侵蝕、剝蝕低山山地地貌。根據(jù)鉆孔、孔內(nèi)波速測試、物探等工程勘察資料，鉆孔中斷層帶內(nèi)局部有斷層滑（鏡）面、斷層泥分布。斷層糜棱巖化帶寬5m～10m；斷層帶上、下不連續(xù)地分布有擠壓破碎帶，帶內(nèi)富含裂隙水，根據(jù)部分鉆孔孔隙水的承壓水頭分析，擠壓破碎帶為庫區(qū)板巖裂隙水的儲水構(gòu)造，由于破碎帶分布不連續(xù)，下伏相對隔水的中等風(fēng)化板巖，分析認(rèn)為儲水構(gòu)造內(nèi)的裂隙水與下伏巖溶水水力聯(lián)系較弱[1]。受覆蓋層影響，擠壓破碎帶地表不甚明顯,僅壩軸線南側(cè)左岸邊坡上局部可見，隱約可見擦痕。

2 紅河斷裂帶及次級斷層特征

紅河斷裂南段呈近南東向沿紅河谷延伸，在云南境內(nèi)長約480km。斷裂呈舒緩波狀，走向115°～137°，主要傾向南西，戛灑田房、莫沙曼費(fèi)、紅河哈龍及木龍等段傾向北東，傾角45°～70°，沿?cái)嗔褞r石擠壓破碎，糜棱巖帶寬達(dá)數(shù)百至千余米。象沖斷裂為紅河斷裂帶的分支斷裂，為壓扭性斷裂，沒有錯(cuò)斷第四系覆蓋層，為非活動斷裂。象沖斷層穿越壩址區(qū)，向庫區(qū)內(nèi)延伸，出露總長度約2.3km，庫內(nèi)延伸長度約1.6km，產(chǎn)狀290°～310°/SW或NW∠45°～70°，局部直立（圖1）。由于馬堵山電站建設(shè)，象沖斷層與紅河斷裂帶的F13斷層交接部位（南端）淹沒在庫水位之下，且工程場區(qū)植被發(fā)育，地形較陡，為分析斷層特征增加了難度。通過對象沖溝及各滑坡體處露頭調(diào)查，斷層主要為灰?guī)r，少量板巖，斷層表面存在明顯的擠壓碎裂帶和揉皺現(xiàn)象，巖石具輕微變質(zhì)。庫尾北部約800m，分布一條近東西向的壓扭性斷裂（龍古口-壩灑斷裂），走向近東西向，斷層面南傾，傾角約85°，斷層壁明顯，斷層帶具糜棱巖化特征；壩址下游至庫區(qū)的斷層，穿過壩址區(qū)，沿庫區(qū)溝底分布的一條壓扭性斷裂，斷裂帶附近揉皺現(xiàn)象明顯，且具輕微變質(zhì)作用，延伸長度約2.3km，其南端延伸至阿龍古-龍山斷裂，受覆蓋層影響，擠壓破碎帶特征不明顯。

圖1 象沖斷層斷層崖示意圖

3 斷裂體系對象沖尾礦庫工程的影響分析

3.1 區(qū)域形變對庫區(qū)的影響

象沖尾礦庫位于青藏高原新構(gòu)造區(qū)的川滇菱形斷塊差異掀斜隆起區(qū)之會理-玉溪掀斜斷隆。該區(qū)主要處于大面積隆起，同時(shí)伴有強(qiáng)烈的斷塊差異活動和向東向南的掀斜。中更新世以來主要表現(xiàn)強(qiáng)烈的側(cè)向滑動。區(qū)域僅包括次級會理-玉溪斷隆和渡口-姚安斷隆[2]。會理-玉溪掀斜斷隆位于小江斷裂、個(gè)舊斷裂和元謀-綠汁江斷裂、楊武-化念斷裂之間。該隆起II級夷平面發(fā)育，北部和南部表現(xiàn)為分割的山頂面，海拔高分別為2400m和2000m，中部為丘狀高原面，海拔高2300m，發(fā)育第四紀(jì)斷陷盆地，其中多數(shù)盆地還發(fā)育有湖泊。由地形、夷平面高度顯示出向南掀斜的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)斷塊差異運(yùn)動強(qiáng)，近南北向、北西向主體斷裂帶晚第四紀(jì)以來活動強(qiáng)烈，受其控制形成串珠狀斷陷盆地，使斷裂兩側(cè)塊體產(chǎn)生了明顯的差異運(yùn)動和水平滑移。區(qū)內(nèi)歷史上發(fā)生過一系列強(qiáng)震，最大地震為1833年篙明8級地震和1970年通海7.8級地震。因此，區(qū)域內(nèi)的新構(gòu)造運(yùn)動，尤以青藏高原部分最為突出，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的垂直差異運(yùn)動和斷塊的側(cè)向滑移、差異升降形變對庫區(qū)影響較大。

3.2 對邊坡穩(wěn)定性的影響

庫區(qū)影響范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)3處典型滑坡體崩塌，加之區(qū)域構(gòu)造較發(fā)育，且?guī)靿螀^(qū)內(nèi)有象沖斷層通過，兩岸邊坡巖體裂隙發(fā)育，較破碎，因此，斷裂體系對邊坡穩(wěn)定性影響較大。

（1）苦竹林滑坡，苦竹林滑坡位于庫尾東北部左岸坡的苦竹林村，滑坡體平面形態(tài)呈圈椅形，主滑方向260°，滑體長350m，寬220m，滑體厚度小于20m；滑坡體前緣樹木多向西（庫區(qū)）傾斜，滑體東北側(cè)有帶狀出水點(diǎn)（現(xiàn)狀水量較小）。估算滑體體積約115萬m3，屬巨型滑坡，滑面埋深小于20m，屬中淺層滑坡。該滑坡是一古滑坡，現(xiàn)狀下滑坡基本穩(wěn)定。但由于潛在臨空面的存在，在雨水、基巖裂隙水及尾礦水對滑體松散物質(zhì)的浸潤作用下，增大滑體重力及下滑力，易于誘發(fā)滑坡再次活動，對尾礦庫的運(yùn)營影響較大。

（2）崩塌，位于庫區(qū)壩址下游右岸坡約200m，該段邊坡坡度50°～70°，現(xiàn)狀下處于極限平衡狀態(tài)，巖體為灰?guī)r。由于潛在臨空面的存在，在雨水對巖體松散物質(zhì)的浸潤作用下，增大滑體重力及下滑力，產(chǎn)生崩塌，同時(shí)易于誘發(fā)崩塌再次活動，但對尾礦庫的運(yùn)營影響較小。調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)泥石流、地裂縫等不良地質(zhì)作用。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境影響評價(jià)

庫區(qū)存在三處滑坡體、兩處崩塌體，滑坡體現(xiàn)狀下基本穩(wěn)定。但由于潛在臨空面的存在，在雨水及尾礦水對滑體松散物質(zhì)的浸潤作用下，增大滑體重力及下滑力，易于誘發(fā)滑坡、崩塌再次活動，對尾礦庫有一定影響[3]。庫區(qū)不存在泥石流、地裂縫等不良地質(zhì)作用，整體庫岸基本穩(wěn)定。區(qū)域內(nèi)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣候及水循環(huán)交替等條件均有利于巖溶的發(fā)育，灰?guī)r的巖性為巖溶發(fā)育提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)；斷層及褶皺發(fā)育為地下水的滲流提供通道，為巖溶發(fā)育提供必要的條件；溫和及大降雨量氣候?yàn)榭扇軒r的溶蝕作用提供溶解物質(zhì)條件；地形切割強(qiáng)烈及地下水相互轉(zhuǎn)化頻繁，給巖溶發(fā)育提供了有利條件。

庫區(qū)內(nèi)在灰?guī)r出露地帶巖溶發(fā)育的程度主要為地表小型的風(fēng)化與構(gòu)造裂隙性巖溶，但受局部構(gòu)造裂隙發(fā)育連通的影響，有巖溶裂隙貫穿性連通可能性。庫區(qū)地處強(qiáng)烈上升區(qū)，巖溶水的垂直滲流帶特別發(fā)育；水位埋深大，地下水主要由北西流向南東，以長距離的暗河管道徑流，以紅河為排泄基準(zhǔn)，最后在紅河河谷邊緣以暗河方式排泄出來。整體上，巖溶現(xiàn)象及巖溶暗河的存在對庫區(qū)構(gòu)成潛在的影響，但影響較小。尾礦庫庫區(qū)出露的地層巖性主要為上三疊統(tǒng)火把沖組（T3h）黃色板巖夾變質(zhì)石英粉砂巖、長石石英粉砂巖，屬相對隔水層，對庫區(qū)防滲有利；岸坡覆蓋有1m～2m的坡殘積層，受構(gòu)造影響，淺表部巖體較破碎，風(fēng)化裂隙發(fā)育，而風(fēng)化又隨深度的增加逐漸變?nèi)酰瑤靺^(qū)的象沖斷層屬壓扭性斷裂，其破碎帶內(nèi)由斷層泥膠結(jié)，總體為隔水?dāng)嗔眩?jīng)過后期構(gòu)造破壞，裂隙發(fā)育，有可能成為地下水的運(yùn)移通道。局部基巖裂隙水將補(bǔ)給巖溶水而導(dǎo)致滲漏。但庫區(qū)處于巖溶水的排泄區(qū)，對地下水水質(zhì)的影響非常微弱。

4 結(jié)束語

綜上所述，斷裂對場地地質(zhì)條件的影響。象沖等斷裂造成庫區(qū)巖體裂隙發(fā)育，庫區(qū)存在三處滑坡體、兩處崩塌體，滑坡體基本穩(wěn)定。庫區(qū)不存在泥石流、地裂縫等不良地質(zhì)作用。壩址區(qū)板巖囊狀斷層裂隙水與巖溶水聯(lián)系微弱，加強(qiáng)局部防滲處理后，工程建設(shè)對巖溶地下水水質(zhì)影響微弱。整體庫岸基本穩(wěn)定。壩址區(qū)場地土類型為中軟場地土，場地類別為II類。