攀枝花观音岩引水工程区域构造稳定性研究

赵正宝++邹立

摘 要：攀枝花观音岩引水工程以观音岩水库作为水源地，通过输水管线向攀枝花市供水，兼顾灌溉，是解决攀枝花市日益紧张的供水问题的重点水利工程。文章从区域构造演化、构造格架特征、区域断裂构造、地震活动等方面对其区域构造稳定性进行了研究。

关键词：引水工程；区域构造；稳定性

攀枝花观音岩引水工程以观音岩水库作为水源地，通过输水管线向攀枝花市供水，兼顾灌溉，是解决攀枝花市日益紧张的供水问题的重点水利工程。分为干线和仁和支线两部分，干线长63.12km，仁和支线长15.26km。其中干线设计最大流量9.4m3/s，采用重力自流方式输水，而仁和水厂高程较高，采用加压方式输水。

1 区域构造演化概况

工程在大地构造上位于川滇南北向构造带的中段，历史上多次构造运动和岩浆活动。元古代工区处于地槽发展阶段，在早期结晶基底之上发育了一套海相类复理式建造、泥质碳酸盐建造和酸碱性火山盐建造；晋宁运动使这套地槽沉积发生强烈的线形褶皱，构成工区褶皱基底，同时川滇南北向断裂应运而生，并伴有大量岩浆侵入；华力西期使老断裂复活，深源岩浆上涌，形成大量岩浆喷发与侵入；印支运动使地壳抬升，结束海侵历史，并接受陆相沉积，三叠系大荞地组（T3b）煤系地层和侏罗系红色砂泥岩地层是典型代表，同时沿断层带有花岗岩岩浆侵入；燕山运动工区遭受东西向的挤压，使地层发生变形，形成逆冲断层；喜山运动使新近系地层发生小型断裂和褶曲，并形成古金江水系和昔格达湖。新构造表现为区域间歇性整体抬升，在金沙江两岸可见五级阶地。

2 构造格架特征

引水线路区在大地构造分区上属扬子准地台之康滇地轴中部，横跨盐边台拱（云南称滇中中台拱）及泸定-米易台拱两个三级构造单元（图1）。

区域上以川滇南北构造为主体，发育一系列南北向、北北东向，北东向、北西向断裂构造。南北向主要断裂自东向西有小江断裂、普渡河断裂、安宁河断裂、汤郎-易门断裂、程海断裂等，其西侧还展布有近南北向～北西向金沙江断裂带；北东向主要断裂有小金河-丽江断裂、金河-箐河断裂、宁南-会理断裂；北西向主要断裂有则木河断裂、红河断裂、华南-楚雄断裂、小江断裂等。

这些断裂多在工程区50km以外，对工程影响较小。其中距线路区较近的有东侧的磨盘山-绿汁江断裂，另外弄弄坪断裂、纳拉箐断裂与倮果断裂（也称牛场坪断裂）3条攀枝花断裂带的分支断裂，以及布德断裂、阿基鲁断裂斜穿引水线路。

3 区域断裂构造特征

工程区位于川滇南北向构造带的中段，东侧磨盘山-绿汁江断裂（昔格达断层（F1）），至线路区最近距离为15km；另外攀枝花断裂带分支断裂——弄弄坪断裂、纳拉箐断裂与倮果断裂位于线路区内，分别在荷花池、纳拉河、密地一带与引水线路斜交。线路区发育较大的断裂还有布德断裂、阿基鲁断裂等。下面对这几条断裂特征做简要阐述。

3.1 磨盘山～绿汁江断裂

该断裂是一条晚更新世～全新世活动断裂，总体呈近南北走向，全长约280km，分布于线路区东侧，距线路区最小距离约15km。该断裂是一条二级构造断裂，北起四川省境内的红格县新九以北，向南经红格、鱼 ，延入云南境内的盐水井、猴街东、元谋、团山、消失于云南楚雄以东地区。大致以龙街拉分盆地为界，可将该断裂分为南、北两段。

北段断面总体倾向东，全长约130km，有多条次级断裂与之交汇，控制了昔格达断陷盆地的成生和发展，并将昔格达地层垂直位错了约200m，多处可见断裂断错晚更新世～全新世地层的现象，为晚更新世～全新世活动断裂。

南段（龙街以南）断面总体倾向东，全长约150km，由单一断裂构成，沿元谋东麓山地与平原的交界部位呈近南北向延伸，并控制了元谋盆地的成生和发展，沉积了厚度达百米以上的第四纪河湖相地层，并使之发生构造变形，晚更新统地层亦发生掀斜。在茂别处的洪积扇下部的热释光年龄值为52000±3500年，故该断裂晚更新世以来的平均水平滑动速率为3.4～4.8mm/a。在雷布村布设探槽至少揭示了两次古地震，其发展分别为9000±630～10000±700年之间和7000±500～8000±600年之间。鉴于ESR测龄方法精度不高，上述古地震发生的时间仅供参考。

综上所述，磨盘山-绿汁江断裂是一条全新世活动断裂，具有近千年的强震复发周期。有史料记载以来，该断裂上发生过2次Ms≥6.0级地震，即发生在北段断裂1955年鱼 6 级地震、2008年8月30日攀枝花6.1级地震，而南段断裂迄今尚没有强震发生的记载，但现今中小地震十分密集，根据探槽揭示的古地震现象来分析，南段断裂亦存在发生7级左右地震的可能。

3.2 攀枝花断裂

攀枝花断裂位于线路区内，呈近南北-北东走向，向北延伸交于金河-箐河断裂，向南延至云南楚雄，全长大于200km。据四川省地质志和《金沙江乌东德水电站库坝区地质测绘说明书（比例1：50000，四川省地矿局区域地质调查队）》等有关资料，攀枝花断裂在区域上属三级构造断裂即断裂带，为第四纪一般性活动断裂，线路区发育纳拉箐、倮果、弄弄坪等一系列近南北向、北东～北北东向的断裂基本属其次级断裂（断层）。此类次级断裂多属逆断层，以纳拉箐断裂为主干，其次为倮果断裂。

3.3 布德断裂

该断裂北端始于布德，向南延伸至金沙江边，全长约8km。

断裂活动总体表现为压性特征，沿断层带可见地层出现强烈挤压、片理化现象。在格里坪加油站西侧公路旁可见到三叠纪丙南组紫红色粉砂岩、砾岩、页岩地层中形成的宽度在20m左右的断层挤压破碎带，断面发育主断面产状为：N15°E/NW∠75°。破碎带内地层强烈揉皱，形成碎裂岩带。在破碎带内取断面上断层泥物质经热释光测年，年龄值为195900±27300年。经野外地质调查，未发现断层新活动的地貌特征，故为第四纪一般性活动断裂。

3.4 阿基鲁断裂

该断裂位于攀枝花火车站下游大浸沟，总体呈EW向展布，横穿金沙江，全长约7km。

断裂主要发育于晋宁期石英闪长岩地层内部。阿基鲁南约500m处见该断裂露头，破碎带宽约6m。上覆昔格达地层（N2x）和金沙江Ⅲ级阶地砂砾石层均未发生变形。断裂规模较小，历史上未发生过4.7级以上的破坏性地震，现今小震活动微弱。

4 地震活动性与地震活动性参数

4.1 区域地震构造环境

据《观音岩引水工程重点工程地场地震安全性评价报告》，研究区位于青藏高原东缘的川滇菱形块体内，喜马拉雅运动以来，由于青藏高原不断抬升，受地壳物质迁移的影响，川滇块体朝向南东方向缓慢滑动，沿块体的边界断裂产生大规模的水平剪切运动，大多数强震就发生在边界断裂上，块体内的断裂活动和地震活动一般逊于块体边界断裂，但仍具有一定的第四纪活动性，并伴有一些6级以上的地震分布。位于研究区东侧约20km的昔格达-元谋断裂隙，发生过1955年鱼 6 级地震和2008年仁和、会理交界6.1级地震，对工程场地的地震危险性起着重要作用，未来强震的复发将对工程场地的地震安全性产生不同程度的影响。

4.2 近场区地震活动特征

据《观音岩引水工程重点工程地场地震安全性评价报告》，在近场范围内，自1944年起有破坏性地震记录，迄今已有4次Ms≥4.7级的破坏性地震记载，其中1955年9月28日攀枝花鱼塘5 级地震可能是同年9月23日会理鱼 6 级地震的强余震。

近场地震活动的主要表现形式为历史地震强度大、活动周期长。1970～2011年间，近场内近代地震活动的主要表现形式为ML<5.0级的中小地震，这期间共记到ML=1.0～4.9级地震1075次。

对近场地震资料分析得知，从1944年2011年，近场内曾先后发生过4次6级以上的破坏性地震，显示近场地震活动的主要表现形式为历史地震强度大、活动周期长；从1970年至今的近40余年来，近场内记录到的地震约95.44%为ML<3.0级的微震活动，ML≥3.0级地震仅为4.56%。迄今为止，近场内的最大地震是1955年9月23日会理鱼 6 级地震。

近场地震活动在时间和空间分布上呈明显的不均匀性，断裂构造对近场地震的空间分布格局有一定的控制作用。近场内历史上曾发生过4次Ms≥4.5级的破坏性地震；近40余年来，近场内多为ML<4.0级的弱震活动，近代弱震活动主要在近场中东部近南北向断裂和北东向断裂交汇部位附近密集成丛、成带展布，工程场地及其附近地区现今地震活动水平不高，重点工程场地及其附近5km范围内，历史上未发曾发生过破坏性地震，未来的地震影响主要来自磨盘山-绿汁江断裂带上中强地震复发的影响。

4.3 地震基本烈度及动参数

一般管线地段根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及国家标准第1号修改通知单，线路区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.1g，地震动反应谱特征周期为0.45S，地震基本烈度为Ⅶ度。

输水管道沿线重点建筑物，根据四川省地震安全性评定委员会评审通过的《观音岩引水工程重点工程场地地震安全性评价报告》：重点工程场地——跨金沙江各管桥，场区构造相对稳定，活动构造不发育，在Ⅶ度地震作用下，工程场地不存在地震诱发的地表错断、大型泥石流等地震地质灾害的条件。在工程场地周围大于150km的区域划分出鲜水河-滇东地震带，考虑了攀西-滇中地震构造区背景潜在影响，采用适合于要地区的地震动衰减关系，对重点工程场地50年超越概率分别为10%、5%、2%和1%的地震裂度值和基岩水平峰值加速度、水平加速度反应谱进行计算，计算成果见表1。

5 结束语

工程区位于川滇南北向构造带的中段，历史上曾发生多次构造运动和岩浆活动。本区断裂构造发育，从强震活动与新构造运动的关系来看，研究区6级以上强震往往发生在新构造运动分区界线附近，这些分区界线也常常是第四纪以来具有明显活动性的断裂构造，均分布在引水线路区60km以外。

区内新构造运动表现为大面积间歇性的整体抬升。根据地壳形变测量、震源机制解等不同研究方法确定现代构造应力场，均表明工程场地及附近地区现代构造应力场为东西挤压状态。

引水线路区地震活动水平不高，主要受外围地震影响，对线路区影响较大的历史地震共有11次，其中影响较大的是1515年云南永胜7 级地震、1733年云南东川紫牛坡7 级地震和1955年会理鱼 6 级地震，对线路区一带的影响烈度为Ⅵ度；2008年8月30日攀枝花仁和区与会理县交界处发生6.1级地震，对攀枝花市区影响烈度为Ⅴ～Ⅵ度；其余地震对线路区一带的影响均未超过Ⅴ度。

经查阅《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区场地地震动峰值加速度为0.1g，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。按区域稳定性评价标准，工程区区域构造稳定性较差，需要做好对应措施。

参考文献

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[2]陈婉佳，高孝杰.基于RS和GIS的龙门山南段活动构造信息提取[J].地理空间信息，2015（1）.

[3]朱爽，周伟.甘肃岷县漳县6.6级地震前后区域地壳形变分析[J].地震工程学报，2015（3）.

作者简介：赵正宝（1980-），男，四川人，硕士，讲师，四川水利职业技术学院教师，从事构造地质、工程地质教学科研工作。