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发表于 2021-8-4 23:26:32
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本帖最后由 楚之游侠 于 2021-8-5 00:29 编辑
武汉市多要素城市地质调查示范——长江新城区域地壳稳定性评价报告
本报告以长江新城多要素城市地质调查项目为依托,在广泛收集资料和野外调查的基础上,选取深部地球物理场、地震活动、断裂稳定性、现代构造应力场、岩土体结构、地质灾害条件六个指标,采用模糊数学方法将长江新城区域地壳稳定性分为稳定、次稳定、次不稳定和不稳定四个等级。依据区域地壳稳定性评价结果,从构造稳定性、岩土体稳定性和地面稳定性方面为长江新城的规划建设开发提出需要合理开发利用土地源和注意的环境地质问题等地学建议。
区域地壳稳定性评价研究,是在考虑各种地质灾害的基础上,全面考虑内外动力地质作用、岩体和土体介质条件以及人类工程活动诱发或叠加的地质灾害等对工程建筑物的相互综合作用和影响下,现今地壳及其表层的相对稳定程度。概括来说,即以构造稳定性为主,配合地面稳定性、岩土体稳定性进行综合评价的研究,实用性较强,具有重大的社会、经济、环境效益。
2017年,武汉市ZF启动规划建设“长江新城”,选址武汉中北部的长江边上,长江新城已于2018年开工建设,前人对武汉区域地壳稳定性评价研究不多,大多从单方面或定性分析,已经不能满足目前武汉市城市规划建设的需要。报告基于多因子加权叠加分析,利用GIS平台对长江新城进行了区域地壳稳定性评价,为长江新城规划、建设提供地质依据。
一、区域地质背景
长江新城位于武汉市中北部,行政区划跨及黄陂区、新洲区和江岸区,面积约550平方公里,北邻鄂北大别山丘陵区,处于江汉平原的东部,整体位于低海拔区域,地形起伏较小,具有北东高、南西低的特征。区内第四系分布广泛,地表仅西北部出露南华纪双台组变质岩系、东南部局部出露白垩纪公安寨组红层。结合钻孔揭露,长江新城基岩主要有南华系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系和第四系。区内构造以隐伏断裂为特征,主要有北西向的襄樊一广济断裂、北东向的长江断裂和北北西向的新城一黄陂断裂,仅东南部阳逻一带见新生活动断裂。
二、深部地球物理特征
研究区地球物理场总体表现为东北部属低重、强磁、低阻区,其余广大地区则表现出高重、弱磁、中高阻特征,所发育的各类物理场异常良好地反映了区内基岩和隐伏构造特性。研究区重力值(图2a)总体呈近东西向展布,沿天兴洲一阳逻南北较宽的范围有北西一北西西向叠加其上,均反映了研究区基底物质组成及隐伏构造特征。区域磁场为复杂磁场区,反映了厚达6~8km、不具磁性的沉积盖层形成的区域负异常。
大致可分为2个磁场分区(图2-b):黄陂波动正磁场区位于长江新城东北角襄广断裂以北,磁场强度为+160 ~+180Υ,由南至北磁场强度逐渐升高。中东部主体属武湖负磁场亚区,由北向南负磁异常逐渐加强,北部磁异常发育,向南为平稳的负磁场,磁场背景为0 ~ -30Υ,在此基础上出现微小的正负伴生的波动异常,走向均为东西向。
三、新构造活动
区内新构造活动表现为新生活动断裂和继承性活动断裂。新生活动断裂主要位于长江新城东部新洲阳逻一带,规模一般不大,构造形迹也比较清楚。主要有半边山断层(F6)、阳逻大桥东桥头断层(F7)、阳逻水泥厂断层(F8)。以半边山断层(F6)为例,介绍其新生活动断裂特征:
半边山断层(F6)位于阳逻街道西北部半边山西坡采石场,沿着半边山陡壁即为断裂所通过之处。断裂总体走向NE25°,倾向NW,倾角46°~65°,断层呈舒缓波状,具有东盘北推、西盘斜落的逆时针扭动特征,切割下更新统砾石层,沿断面有厚约2cm的略显褐铁矿化的铁锰质胶结的铁盘充填,铁盘之下为棕黄色泥质粉砂岩。沿NE25°方向延伸至平江大道东侧箢平湾,见断层切割下更新统阳逻组砾石层和中更新统王家店组含碎石红土,断面位于新开的平江大道公路旁高约3-5m的人工切面上,见明显宽约30cm破碎带(图3-a、-b),带内充填含砾石粘土,砾石具弱定向性,断层面较陡,产状为342°∠65°,为一正断层,表明断层发生于中更新世之后。
新生活动断裂大致有两种情况:晚更新世断裂活动比较弱,断裂规模较小,错距也不明显,多为一种剪切节理、裂隙或张扭性断裂;早、中更新世的断裂要强烈得多,区内所见几处断裂均切割早、中更新统砂砾石层和粘土层,最大错距接近2m,但未切入全新世堆积
层,一般为正断裂。走向有北北东向及北西(西)向两组,以后者为主。
继承性活动断裂主要表现为隐伏襄樊一广济断裂、长江断裂等。
襄广断裂:是经过区内长期活动的继承性断裂,喜山期以来具张扭性活动,并控制了孝感一长江埠和武汉以东长江第四纪槽地的形成。在武穴西北竹影山象山水库和凤凰山猪头角采取次级断层内断层物质作ESR年代测定,分别为(49.3±5.3)万年和(46.2±6.6)万年。历史地震和现代地震台网观测表明:沿断裂带曾发生黄冈一蕲春1629年4.75级地震,黄冈1633年4.75级地震和1640年5级地震,1972年广济4.0级地震,2005年九江一瑞昌5.7级、4.8级地震以及2006年随州4.7级地震,断裂带整体上地震活动强度呈现自东南向西北减弱的趋势。尽管地震强度频度不高,但仍显示襄樊一广济断裂带深部有明显活动。区内隐伏于第四系中。
长江断裂:是燕山运动时期发育起来的北北东向区域性大断裂,断裂大致沿长江展布,走向北东30°,第四纪以来控制着长江槽谷的生成发展。地貌上断裂控制两岸的升降关系。沿断裂带有地震发生,断裂北端于1972年3月发生2.7级地震,南端嘉鱼于1974年5月曾发生3.8级和3.9级地震。其断裂现今仍表现一定活动性。
现今构造应力受已有地质构造条件制约,武汉市邻近的大冶地区,测得最大主应力为北西一南东向。现今北西向襄广断裂和黄陂一阳逻断裂的性质表现为张弛性,北盘上升,南盘斜落。与此同时,新生的北东一北北东向半边山断裂及阳逻断裂表现为压性或压扭性。这些构造形迹性质,表现现今存在一个统一的南北向直扭应力场,在这个应力场的作用下,出现了现今北东一北北东向主干压扭断面,配套的张性或张扭性断面为北西向断裂。由这套构造应变的断裂系统,表现现今的最大主压应力仍为北西一南东向。
分析湖北及邻区1969-1981年的地震资料,根据震源机制解和地壳现代构造运动资料,襄樊一广济断裂以南的地区主压应力方向为北西西一南东东向,主张应力方向为北北东一南南西向。
四、地震活动性
长江新城位于秦岭一大别造山带与江汉盆地的过渡带。据历史地震资料,有地震记载以来研究区域共发生过≥4.7级地震18次,最近一次地震为2019年12月26日湖北应城4.9级地震,震中烈度为Ⅶ度;1970年以来武汉及周边区域内现代地震主要以小震和微震为主。
总体来说,研究区区域大地震活动(≥4.7)频度较低,强度中等,现代地震活动相对频繁,活动强度较弱。
武汉地震工程研究院有限公司根据地震构造类比和地震活动重复原则,在中国地震动参数区划图潜在震源区综合方案基础上作潜在震源区划分:长江新城西部属非潜在震源区,东部属新洲6.0级潜在震源区。新洲6.0级潜在震源区位于麻城盆地南部的新洲一黄冈一带,区内有北北东向麻城一团风断裂(中段)与北西走向的襄樊一广济断裂带复合、交汇,它们均为早、中更新世活动构造。交汇区微地貌面差异明显,如涨渡湖沉溺,其东西两侧中下更新统构成高阶地岗地,上新统一下更新统地层发生褶曲、断裂变形。1932年麻城黄土岗6级地震事件发生于麻城一团风断裂北段,中段新洲一带发生时有震感,具有同期迁移特征。
综合历史地震特征和潜在震源区划,长江新城地震危险性较低,仅东部新洲阳逻一带位于6.0级潜在震源区,可能受团麻断裂、襄广断裂地震作用波及影响。
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