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【摘 要】简述辽宁西部区域地质地壳稳定性分析的区域地质概况;影响地壳稳定性的主要因素分析及地壳稳定性分析
【关键词】区域地质 地壳 稳定性 分析
一 区域地质概况
辽宁区域地质这里指的是辽西走廊山海关至锦州一线的北东—南西向的狭长地带。在地质构造位置上,处于新华夏系第三隆起带与第二沉降带的东南边缘。
区内地层主要有太古界大营子组、小塔子沟组,下元古界瓦子峪组,中元古界长城系、蓟县系、青白口系,中生界侏罗系、白垩系及新生界第三系、第四系。
区内岩浆岩有太古代绥中花岗岩,中生代黑云母花岗岩、闪长岩等。
区内地貌形态以石山—锦县—王家窝卜为分界线,西受新华夏系第三隆起带控制,长期处于整体上升,以大面积分布的构造剥蚀低山丘陵为主,地势西北高,东南低,标高200—400m到5—10m,呈阶梯状降低。东南沿海诸河平原,低缓开阔。该线以东,属下辽河平原的一部分,其地貌类型主要包括山前倾斜平原和沿海低平原,地面平坦。
区内构造以纬向、华夏系和新华夏系断裂为主,且以压性、压扭性居多,从西南至东北,断裂逐渐不显,二多褶皱,中间有一宁静地带。从总体趋势看,锦州以西丘陵区构造较复杂,下辽河平原区断裂切割深度较大。
在绥中—山海关之间,即兴城沙后所西南一带有大面积绥中花岗岩出露,断裂切割深度较浅。在兴城—锦西高桥间,分布有中晚元古界—太古界沉积岩,以及侏罗纪火山岩。锦州—阜新断裂带通过本区,并每隔0.5—4km出现一条断裂。锦州—义县盆地中生代地层强烈挤压成向斜状,除北北东向锦州—阜新断裂通过外,尚有双羊店—杏山背斜和数条逆冲断裂。断裂破碎带中碎裂岩、糜棱岩和挤压片理发育。锦县—小凌河口下辽河西部斜坡带,受锦州—阜新和高升—张家屯两条断裂控制,低序次断裂呈北西向,断裂切割深,浅部覆盖20—70m的松散土体。据航磁资料分析,与下辽河凹陷带分野的高升—张家屯断裂为正负磁异常的界限。阎家、八千一带的大凌河扇前缘及双台河口地带,属下辽河沉降平原,构造形迹
均掩埋在新生代沉积物之下。
二 地壳的升降运动
新构造运动具有明显的继承中生代形成的构造格局的特点,以地壳整体性升降运动为主,断裂、褶皱活动不明显,但具一定的差异性。
在老第三纪末,处于断陷发育凸凹相间的下辽河平原,经过准平原化过程后,统一成为一个盆地,从新第三纪时至今,堆积了巨厚的第三纪、第四纪沉积物。其地层特点是产状平缓、震波密度大,连续性好,东西向、北东向断裂活动微弱,反映了下辽河平原整体坳陷的特点。
三 影响地壳稳定性的主要因素分析
1. 地壳完整性:本区地壳完整性主要表现在:①兴城沙后所以西,无深断裂发育,其它断裂亦少有出露,地壳较为完整;②兴城—锦西间盖层和基底断裂发育,且受锦州—分阜新断裂和磨石沟—兴城断裂、女儿河断裂的切割,使地壳基本呈无变形的凌快状;③锦州—阜新中生代盆地中地层褶皱强烈,断裂呈北东向,地壳呈变形的长条状;④高升—张家屯断裂和郯庐壳断裂控制的下辽河新生代盆地,结构为缓变形的块状、长条状。
2. 岩土特征:辽西走廊基底为绥中花岗岩。岩石刚性强,单轴干抗压强度为915—995㎏/C㎡,弹性模量63.7×104—64.3×104㎏/C㎡.盖层为中晚元古界,古生界,中生界、新生界。岩性主要为安山岩、石英砂岩、白云岩,岩石单轴干抗压强度800—2500㎏/C㎡,弹性模量为24.1×104—82.2×104㎏/C㎡。但是,中生代白垩系及第三系砾岩、岩石的岩性软弱,单轴干抗压强度小于400㎏/C㎡,是地壳的塑性盖层。第四纪土体松散,土颗粒连结力下,呈团粒、散粒状,抗震性能差。且土层越后,土质越松软,卓越周期越大,土的承载能力为4—30t/㎡。
3. 与地震有关的活动断裂:区内归属为地震活动断裂主要有两条,一条是北北东向锦州—阜新断裂,一条是北北东向台安—大洼断裂(郯庐断裂带一部分)。
4. 重力特征:区域重力异常特征表现为:①锦县松山至山海关间为一走向北东、变化均匀的负异常,重力值0—20×10-2m/s2;②锦州至阜新间为长轴北北东向变化较剧烈的闭合负异常带,其变化范围从-15×10mm/s2减少到-25×10-2;m/s2③下辽河平原的重力正值带,重力值由二侧向中心逐渐增加,在0—10×10-2m/s2之间,展布方向为北北东向。
四 地壳稳定性分析
辽西走廊及周边的稳定性分为3个等级,即绥中至山海关地壳稳定区,兴城至锦州间地壳基本稳定区,锦县以东的下辽河西部斜坡带和凹陷带地壳较不稳定区。
1. 稳定区:稳定区为沙后所以西、山海关以东地区。地壳处于稳定上升状态,上升中整体性强,差异性差。地壳浅部的太古界绥中花岗岩,刚性强,断裂少,无地震断层,未来震级不超过3级。该地区斜坡状莫霍面深度渐变增加,深度34—36㎞,重力异常为均匀变化的负异常。
2. 基本稳定区:沙后所以东、锦西以西地区。包括锦西、锦县、兴城、锦州等地。该区存在地震断层,锦州段震级最大为5级,兴城、磨石沟为4级。该区一为重力场、莫霍面变化与沙后所以西的兴城—锦西一带地壳基本均呈无变化的凌快状,盖层被断裂切割成不连续状,多侵入岩楔入体,具不稳定因素;二是锦州—阜新盆地重力异常显示隆起,处于重力异常等值线拐弯地段,在海城地震时,地形变和锦西、兴城不同步变化,地应力异常表现了构造环境的特殊性,应变能易于积累,其稳定性比兴城至锦西间更差。
3. 较不稳定区:较不稳定区为锦县以东地区。其中包括下辽河西部斜坡带和凹陷带。下辽河西部斜坡带地壳浅层较软弱,差异性活动较明显,重力异常显示由西至东掀斜上升,幅度很小,未来震级不超过6级;下辽河西部凹陷带,重力异常和地形变均显示下沉,与老构造局吻合,其断裂不具蠕变性,是潜在走滑性断层。锦县以东地区,地壳浅层松散层厚度大,多为可塑性、软塑粘性土,细沙土,场地土。在海城地震期间,锦县以东地震烈度达Ⅶ°。喷沙冒水,房屋倒塌,大凌河口一带地裂缝多见,表现了地壳较不稳定的特点。
参考文献:《辽宁省区域地质志》 地质出版社。
【关键词】区域地质 地壳 稳定性 分析
一 区域地质概况
辽宁区域地质这里指的是辽西走廊山海关至锦州一线的北东—南西向的狭长地带。在地质构造位置上,处于新华夏系第三隆起带与第二沉降带的东南边缘。
区内地层主要有太古界大营子组、小塔子沟组,下元古界瓦子峪组,中元古界长城系、蓟县系、青白口系,中生界侏罗系、白垩系及新生界第三系、第四系。
区内岩浆岩有太古代绥中花岗岩,中生代黑云母花岗岩、闪长岩等。
区内地貌形态以石山—锦县—王家窝卜为分界线,西受新华夏系第三隆起带控制,长期处于整体上升,以大面积分布的构造剥蚀低山丘陵为主,地势西北高,东南低,标高200—400m到5—10m,呈阶梯状降低。东南沿海诸河平原,低缓开阔。该线以东,属下辽河平原的一部分,其地貌类型主要包括山前倾斜平原和沿海低平原,地面平坦。
区内构造以纬向、华夏系和新华夏系断裂为主,且以压性、压扭性居多,从西南至东北,断裂逐渐不显,二多褶皱,中间有一宁静地带。从总体趋势看,锦州以西丘陵区构造较复杂,下辽河平原区断裂切割深度较大。
在绥中—山海关之间,即兴城沙后所西南一带有大面积绥中花岗岩出露,断裂切割深度较浅。在兴城—锦西高桥间,分布有中晚元古界—太古界沉积岩,以及侏罗纪火山岩。锦州—阜新断裂带通过本区,并每隔0.5—4km出现一条断裂。锦州—义县盆地中生代地层强烈挤压成向斜状,除北北东向锦州—阜新断裂通过外,尚有双羊店—杏山背斜和数条逆冲断裂。断裂破碎带中碎裂岩、糜棱岩和挤压片理发育。锦县—小凌河口下辽河西部斜坡带,受锦州—阜新和高升—张家屯两条断裂控制,低序次断裂呈北西向,断裂切割深,浅部覆盖20—70m的松散土体。据航磁资料分析,与下辽河凹陷带分野的高升—张家屯断裂为正负磁异常的界限。阎家、八千一带的大凌河扇前缘及双台河口地带,属下辽河沉降平原,构造形迹
均掩埋在新生代沉积物之下。
二 地壳的升降运动
新构造运动具有明显的继承中生代形成的构造格局的特点,以地壳整体性升降运动为主,断裂、褶皱活动不明显,但具一定的差异性。
在老第三纪末,处于断陷发育凸凹相间的下辽河平原,经过准平原化过程后,统一成为一个盆地,从新第三纪时至今,堆积了巨厚的第三纪、第四纪沉积物。其地层特点是产状平缓、震波密度大,连续性好,东西向、北东向断裂活动微弱,反映了下辽河平原整体坳陷的特点。
三 影响地壳稳定性的主要因素分析
1. 地壳完整性:本区地壳完整性主要表现在:①兴城沙后所以西,无深断裂发育,其它断裂亦少有出露,地壳较为完整;②兴城—锦西间盖层和基底断裂发育,且受锦州—分阜新断裂和磨石沟—兴城断裂、女儿河断裂的切割,使地壳基本呈无变形的凌快状;③锦州—阜新中生代盆地中地层褶皱强烈,断裂呈北东向,地壳呈变形的长条状;④高升—张家屯断裂和郯庐壳断裂控制的下辽河新生代盆地,结构为缓变形的块状、长条状。
2. 岩土特征:辽西走廊基底为绥中花岗岩。岩石刚性强,单轴干抗压强度为915—995㎏/C㎡,弹性模量63.7×104—64.3×104㎏/C㎡.盖层为中晚元古界,古生界,中生界、新生界。岩性主要为安山岩、石英砂岩、白云岩,岩石单轴干抗压强度800—2500㎏/C㎡,弹性模量为24.1×104—82.2×104㎏/C㎡。但是,中生代白垩系及第三系砾岩、岩石的岩性软弱,单轴干抗压强度小于400㎏/C㎡,是地壳的塑性盖层。第四纪土体松散,土颗粒连结力下,呈团粒、散粒状,抗震性能差。且土层越后,土质越松软,卓越周期越大,土的承载能力为4—30t/㎡。
3. 与地震有关的活动断裂:区内归属为地震活动断裂主要有两条,一条是北北东向锦州—阜新断裂,一条是北北东向台安—大洼断裂(郯庐断裂带一部分)。
4. 重力特征:区域重力异常特征表现为:①锦县松山至山海关间为一走向北东、变化均匀的负异常,重力值0—20×10-2m/s2;②锦州至阜新间为长轴北北东向变化较剧烈的闭合负异常带,其变化范围从-15×10mm/s2减少到-25×10-2;m/s2③下辽河平原的重力正值带,重力值由二侧向中心逐渐增加,在0—10×10-2m/s2之间,展布方向为北北东向。
四 地壳稳定性分析
辽西走廊及周边的稳定性分为3个等级,即绥中至山海关地壳稳定区,兴城至锦州间地壳基本稳定区,锦县以东的下辽河西部斜坡带和凹陷带地壳较不稳定区。
1. 稳定区:稳定区为沙后所以西、山海关以东地区。地壳处于稳定上升状态,上升中整体性强,差异性差。地壳浅部的太古界绥中花岗岩,刚性强,断裂少,无地震断层,未来震级不超过3级。该地区斜坡状莫霍面深度渐变增加,深度34—36㎞,重力异常为均匀变化的负异常。
2. 基本稳定区:沙后所以东、锦西以西地区。包括锦西、锦县、兴城、锦州等地。该区存在地震断层,锦州段震级最大为5级,兴城、磨石沟为4级。该区一为重力场、莫霍面变化与沙后所以西的兴城—锦西一带地壳基本均呈无变化的凌快状,盖层被断裂切割成不连续状,多侵入岩楔入体,具不稳定因素;二是锦州—阜新盆地重力异常显示隆起,处于重力异常等值线拐弯地段,在海城地震时,地形变和锦西、兴城不同步变化,地应力异常表现了构造环境的特殊性,应变能易于积累,其稳定性比兴城至锦西间更差。
3. 较不稳定区:较不稳定区为锦县以东地区。其中包括下辽河西部斜坡带和凹陷带。下辽河西部斜坡带地壳浅层较软弱,差异性活动较明显,重力异常显示由西至东掀斜上升,幅度很小,未来震级不超过6级;下辽河西部凹陷带,重力异常和地形变均显示下沉,与老构造局吻合,其断裂不具蠕变性,是潜在走滑性断层。锦县以东地区,地壳浅层松散层厚度大,多为可塑性、软塑粘性土,细沙土,场地土。在海城地震期间,锦县以东地震烈度达Ⅶ°。喷沙冒水,房屋倒塌,大凌河口一带地裂缝多见,表现了地壳较不稳定的特点。
参考文献:《辽宁省区域地质志》 地质出版社。