论文部分内容阅读
琼州海峡是国内四大海峡之一,位于雷州半岛和海南岛之间,是连接海南岛与大陆的海上要冲,也是从东南沿海进入北部湾的必经之路。若琼州海峡跨海通道工程得以实现,将使天堑变通途,大大促进交通便利,推动区域经济发展,并对国家实施“21世纪海上丝绸之路”发展战略具有极其重要的意义。琼州海峡区域的地质条件复杂,历史上曾发生过7.5级地震,且海峡西部分布有珊瑚礁国家级保护区,对环境影响非常敏感,这些因素大大增加了跨海通道工程的施工难度。目前已有的研究主要集中在海域地球物理调查等方面,地应力研究程度很低,关于断裂构造活动性等基础性问题尚未完全查明,不足以给工程方案提供可靠的资料和数据,为此,开展琼州海峡地区现今地应力场研究,了解工程区的地应力场空间分布规律,具有十分重要的意义,能够为跨海通道的科学选线和工程建设提供科学依据。论文在收集详实的地质资料的基础上,结合区域地质构造背景和地球物理场特征,分析研究区的活动断裂特征和地壳结构特征,并确定地壳各层以及主要断裂的材料参数,建立了琼州海峡及邻区的三维地壳结构模型。运用有限元方法,通过区域地应力场特征和研究区地应力实测资料确定了模型的边界条件和荷载,对现今地应力场进行数值模拟研究,得到研究区地应力场空间分布特征,并对研究区主要断裂的活动性和其对地应力场的影响进行了分析,探讨了研究区的地震活动与地应力场之间的关系。取得了如下成果:(1)初步建立了研究区的三维地壳结构模型。模型主要包括研究区的主要断裂,沉积盖层(新生界)和结晶基底,并对沉积盖层和结晶基底的分界面进行了模拟处理;(2)运用ANSYS软件对研究区现今地应力场进行数值模拟,结果显示最大主应力的高值区值位于王五-文件断裂与长流-仙沟断裂以及铺前-清澜断裂的交汇部位附近,在铺前-清澜断裂与马袅-铺前断裂的交汇处也有应力值升高现象。中间主应力和最小主应力则在研究区东北角呈低值分布,其中最小主应力的低值区沿王五-文教断裂走向分布,在马袅-谱曲断裂的西南端也有线状分布。(3)表层应力值较低,分布差异不明显,在王五-文件断裂与长流-仙沟断裂的交汇部位有升高。模型中新生界与结晶基底的界面上的等效应力分布云可以看出,应力的高值区发生了迁移,主要分布在马袅-铺前断裂与长流-仙沟断裂交汇部位附近。