(构造第四次作业.docxVIP

断裂构造研究进展在工程地质方面的启示1现代断裂构造的研究进展近30年来,由于板块构造学说的发展,学科间横向和纵向的广泛联合,地球物理方法、遥感技术的完善和引人,大陆超深钻探实施和高温高压模拟技术的发展等,使构造地质学在理论上和观念上及研究方法和内容上都取得了巨大进展,各种新的构造见解和理论模式纷纷应运而生,尤其是在构造解析方法论上取得了相当大的进展,诸如层圈式构造(马杏垣等,1984)、伸展构造(马杏垣,1982)、大型薄皮构造(Seeber,1983)、反转构造(Cooper,etal,1989)、抽拉构造(杨志华等,1996)等,下面主要对与工程地质研究相关的某些构造地质学的研究进展进行介绍。1.1构造观和方法论的突破所谓构造观就是对全球构造和岩石圈构造运动性质及动力来源的主导认识和观点,现代构造地质学的构造观主要表现为:水平的活动论构造观是高度活动的岩石圈运动的主体形式;岩石圈构造运动的动力具有多源性,是地球旋转力、重力和热动力相互作用的结果,在构造运动的不同阶段、不同层次和性质的构造中,各种作用力的贡献是不同的;岩石圈是一个垂向分层、横向不均一的层圈式结构;构造作用是多因、多级、多时、多性的;挤压作用、伸展作用和走滑作用分别或共同作用形成了岩石圈多级次、多体制的构造综合体。因此断裂构造研究更加强调了系统观、全球观、动态观和成因观,积极采用构造解析方法动态地研究构造作用的几何学、运动学和动力学特征,重塑构造发育演化史。活动论构造观启示我们在研究地壳、山体稳定性时应以活动论构造观为指导思想,用动态思维观去认识、反演地质时期岩体结构的形成及赋存环境。充分认识到构造作用是控制岩体结构形成、发展的动态因素,它一方面以断裂构造、褶皱构造等构造形迹对岩体结构的形成和组合规律以及地应力、地下水等工程地质环境的静态控制,同时又以构造运动动态地控制岩体结构的演化和改造作用、岩体稳定性的发展等,构造作用对岩体结构及岩体稳定性的控制是动态和静态的综合控制。因此只有从地球运动的动态系统观点来探索各种动力工程地质作用,准确地把握工程岩体的物质系统、能量系统和运动系统的相互变化和演化,才能正确认识它们的发展规律,预测其活动趋势并采取合理的防治措施。1.2岩石圈的多层次层圈式结构观现代构造地质学的发展使人们逐渐认识到大陆岩石圈是由不同性质、不同层次的岩片相互穿插、楔入、推覆、叠置、拼贴、抽拉、滑离等多种构造体制作用形成的一个纵向分层、横向不均一的复杂的多层次层圈式结构,各层圈内的化学组成、岩石密度、温度和强度等都是不同的,从而形成了不同层次、不同变形机制的构造变形。而那些相对低阻低速的软弱层即是物性界面,也是力学和构造变形的软弱结合面,它们在各个层次的变形过程中起到了非常重要作用,常沿这些相对软弱结构面发生多层次拆离、滑脱等作用,从而使上部断裂延伸到其中时即开始顺软弱层带发展,尤其穿过不同性质或厚度力学层时,使不同级别断裂构造表现为上陡下缓的犁式形态。这些断裂构造在后期的构造演化过程中又经过多期次、多体制的构造叠加作用,发生构造反转,形成了各种类型的反转构造,从而使断裂构造的性质和组成结构更加复杂(Cooperetal.,1959)。因此过去那种深大断裂切割岩石圈的构造模式在岩石圈变形结构中是很少发育的。由于近水平的犁式断层伸展拆离、滑脱、逆冲推覆、抽拉等作用,使不同构造层次和变形机制的岩体常被拆离滑脱到地表浅层,而且这些不同一性质和级别的拆离作用即可发生在中深部地层中,也可发生在人类工程作用影响范围内的表浅部地层中,它们常常相互并存,并具有不同的工程力学特性。这些层圈式的构造结构面常常构成了工程岩体的软弱结构面,对岩体工程具有重要的影响。因此对岩石圈层圈式结构的认识不仅扩大了构造地质学的研究范围,也同样影响和扩大了岩体工程地质学的研究内容,并为此提出了许多新课题。岩体工程地质力学不再仅仅研究地壳表部岩体,还要研究中、深部层位岩体变形的工程力学特性,因此更需要多种构造理论指导工程地质研究及工程地质模型和岩体结构的抽象和概括。1.3挤压构造、伸展构造和走滑构造共同组成了全球各级各类构造系统纵观全球构造演化表明,挤压作用和伸展作用是同一构造作用过程的不同方面,两者具有同等重要意义,而走滑作用则伴随它们相互发育,从而改变了过去以挤压构造体系一统天下的构造格局。伸展构造、挤压构造和走滑构造三者以同等地位共同构成了不同级别的岩石圈构造变形体系,它们彼此间相互联系相互作用,这是当代构造地质学的又一重要进展(马杏垣,1982;徐嘉炜,1995;朱志澄,1996;杨巍然,1999;王义天等,1999浏剑平等,2000)。挤压构造、伸展构造和走滑构造相互并存并广泛发育于各层次的地壳构造变形中,控制着相应构造体制下的岩体建造组合及岩体结构特征和工程地质问题,有关的研究重