岳阳地区地质构造特征及其工程影响分析

　　摘要:地质构造对工程地质环境和工程地质条件的控制作用。文章以岳阳城市地下空间规划利用为目标，根据岳阳市的工程地质特征，结合前人研究成果和工程建设经验，对岳阳城市的主要地质构造特征及其对城市地质环境影响进行了综合分析，对城市规划和地下空间开发利用具有一定的指导意义。

　　关键词:地质构造,工程地质,区域稳定性,断裂地震,地质灾害

　　1引言

　　岳阳古称巴陵，又名岳州，位于湖南省东北部，素称“湘北门户”。它西临洞庭湖，北接长江，南连湘、资、沅、澧四水，是国务院确定的长江沿岸首批对外重点开放城市，岳阳港是国家确定的重要内河港口、湖南唯一对外开放港口，集名山、名水、名楼、名港、名文于一体，是一座古老而又年轻、充满生机活力的城市，是环洞庭湖生态经济圈、长江经济带的重要组成部分。

　　近年来，岳阳市积极融入对接长江经济带、长江中游城市群、洞庭湖生态经济区等国家战略，市委、市政府提出了“一极三宜”江湖名城的战略目标，岳阳城市建设正步入前所未有的发展快车道。地质构造是指组成地壳的岩层和岩体在内、外地质动力作用下发生的各种构造变形，包括褶皱、断层、节理、劈理以及其他各种面状和线状构造。工程地质研究中常把其通称为结构面，根据其尺度大小分为不同的等级[1]。众所周知，城市坐落于地质体之上，城市的布局、城市地下空间利用与城市地质构造有关。地质构造对工程地质环境和工程地质条件的控制作用[2]。

　　岳阳地处江南古陆[3]，经受过多期构造活动影响，构造形迹多样，特别是多条区域性断裂构造在附近相接、交汇，不仅影响其抗震设防分类，也制约着地下空间的规划和利用。本文在系统分析前人成果基础上[4～6]，结合近期开展的岳阳市地下空间规划项目，展开了对本区的地质构造及其特性研究，旨在为城市地下空间的规划提供技术支撑。

　　2区域地质构造背景

　　岳阳地区自南而北跨江南造山带北缘与扬子地块，江南造山带北缘的江南断裂(带)大致沿华容—临湘一线展布。主要经历了武陵运动、雪峰运动、加里东运动、印支运动、燕山运动和喜山运动等多次大的构造变动。武陵运动使中元古代构造层褶皱变形，形成板劈理，抬升为陆地，尔后挤压松弛，于820Ma左右在后碰撞或后造山环境构造环境下形成新元古代花岗岩。加里东运动表现为造陆抬升，造成志留系与上覆石炭系之间的平行不整合。印支运动表现为近南北向挤压造山，形成以近东西向褶皱、断裂为主的主体构造格架。

　　同时，在赤壁以北地区形成早、中侏罗世类前陆盆地沉积。燕山运动在伸展构造运动背景下形成断陷盆地并充填红色碎屑沉积。新近纪区域构造反转，地壳抬升，结束了先期断陷成盆与沉积作用。第四纪时期东部总体抬升，西部江汉-洞庭盆地先后经历了断陷与拗陷演化过程。

　　上述构造运动形成了区内众多的断裂、褶皱以及晚三叠世—侏罗纪挤压拗陷盆地，白垩纪-古近纪断陷盆地，第四纪江汉盆地、洞庭盆地等多种构造形迹。根据区域新构造运动性质、强度、断裂活动、地貌特征以及地震活动性，划分为鄂西-湘西断块抬升区、江汉-洞庭裂陷区、武陵山-雪峰山断块隆起区、湘东-鄂东断块隆起区、鄂东北断块掀升区5个一级新构造区和9个二级新构造区。岳阳地区处在江汉-洞庭湖断陷盆地与湘东-鄂东断块隆起区的幕阜山上升区的交界地区，即江汉-洞庭湖断陷盆地的次级构造单元-华容隆起的东缘，具备新构造升降差异运动构造环境[7]。

　　3主要地质构造分布及其特征

　　3.1前第四纪断裂

　　前第四纪断裂构造主要分布于东部。断裂走向主要有NEE～EW向、NE向、NNE向、NW向等4组。断裂活动时代主要有新元古代初、晚三叠世-中侏罗世、晚侏罗世末、白垩纪-古近纪早期及古近纪晚期等5个时期，分别受控于不同的区域构造背景。同样走向的不同断裂常具不同性质和不同的活动时代。

　　必须强调的是江南断裂带，它包括澧水断裂带、石首-监利断裂带和临湘-通山断裂，是江南造山带的北缘断裂，断裂以北(西)为扬子地块。区域上该断裂控制了中元古代以后两侧沉积、古生物、岩浆岩、构造等诸多地质要素特征与演化。前泥盆纪期间江南断裂(带)大致沿华容-临湘一线，其主要表现为控制了寒武纪-奥陶纪期间的古地理格局，北面主要为台地和浅水陆棚环境，而南面主要为深水陆棚—斜坡环境。江南断裂在不同的深度或构造层位对应的地表位置不同，总体上自南而北断裂层位渐趋向上。

　　3.2褶皱

　　褶皱主要分布于图区东北部，一般呈EW向～NEE向，部分呈NW向或NE向。褶皱形成构造事件主要有新元古代武陵运动和中生代(晚三叠世-中侏罗世)陆内造山运动。武陵运动形成的褶皱发育于中元古代冷家溪群中，多为走向NWW、轴面南倾的紧闭倒转褶皱。受中生代构造叠加影响，局部轴向近EW向。晚三叠世-中侏罗世陆内造山形成的褶皱走向主要为EW向～NEE向;南部呈NW向，北部呈NE向。自南而北控制褶皱变形的拆离滑脱层上移，导致褶皱规模总体变小、褶皱卷入地层时代总体变新。

　　3.3第四纪断裂

　　前人根据沉积和地貌界线走向、沉积厚度与底板高程的突变等，以大量钻孔资料为基础，结合野外地质地貌调查，厘定了岳阳地区主要第四纪的断裂位置及走向。分别是近南北向荣家湾断裂F43，EW向的注滋口断裂F2、石首断裂F42，NNE向的湘阴-洪湖断裂F4、砖桥断裂F3，以及NW向的南县-黄山头断裂F1、公安-监利断裂F41等，均为正断裂，一般组成凹陷边界。断裂的存在表现为其两侧第四纪沉积厚度与底板高程常的突变，并反映了第四纪隆-凹构造格局以及盆地与凹陷的发育明显受到区域正断裂控制的规律[8]。

　　4地质构造对城市建设影响分析

　　地质构造与工程建设关系密切，地质构造研究是工程地质学的核心内容。工程地质学是一门应用地质学，科技工作者们通过所掌握的构造地质学理论来指导解决工程建设和营运过程中的安全问题。文献[2]从大陆动力学与区域地壳稳定性的关系、活动构造与工程安全性、构造结构面及构造应力与岩土体稳定性、地质构造与地质灾害等方面系统论证构造地质与工程地质的关系。针对岳阳地区而言，主要表现为断裂与地震的关系，地质构造对地貌形态及第四系沉积物的控制，进而控制区内地质灾害的产生与分布。

　　4.1与地震活动的关系分析

　　地震的发生多是由于某一构造带全部或局部活动，是一种快速、突变式的断层错动或岩石破裂，是地壳构造变形能释放的主要途径。大陆区几乎所有的强震都是由断裂活动引起。岳阳及周边的地震活动研究也充分证明了这一点[9]。

　　据统计，自1351年以来共发生大于4级的中强地震36次，其中6级以上的2次，5级以上6级以下的20次。现代地震活动除1979年秭归5.1级地震外，主要显示小震特征。区内地震活动受断陷盆地及周围活动断裂控制，主要发震构造为NW向和NE、NNE向两组。

　　中强地震多发生在某一断裂带顶端与另一断裂带交汇区，或两条及以上断裂带交汇、聚合部，或两条断裂带夹持地块中。当今微小地震活动多沿断裂带随机分布。韩竹军等人对洞庭盆地周缘频繁的中强地震活动研究认为，早-中更新世有过活动的断裂并不意味着它们完全停止活动，只是其活动性较弱，不至于产生断错地表的强震活动，但可以发生中强地震，并提出“一条断裂是否存在断错早、中更新世地层的构造现象，是判断中强地震发震构造的一个重要标志”[12]。

　　岳阳设计地震分组为第一组，岳阳楼、君山、岳阳县、汨罗、湘阴等地抗震设防烈度为7度，设计基本加速值为0.05g～0.10g、反映谱特征周期0.35s～0.40s[10，11]。加强岳阳城市超限高层建筑、重大市政基础设计工程的地震安全评价、加快岳阳城市地震小区划工作是十分必要的。

　　4.2对地貌形态及地基土分布的影响

　　不同内外地质营力长期改造作用，塑造了岳阳地区显示不同的地貌类型。根据成因，分为构造剥蚀和侵蚀堆积地貌两大类;按其形态，分为低山、丘陵、平原三种类型，并可细化为丘陵、孤山、岗坡平原、波状平原、冲积低平原、冲湖积低平原、湖积低平原，此外还有河湖地貌和微地貌。岳阳地势总体表现为东高西低，东南部丘岗连绵，中、东部为平原、岗地，构成阶梯状河湖平原地貌景观;西部湖、河、池塘星罗棋布，小溪、渠道纵横交错。地形标高一般为50m～70m，最高点352.7m，最低处24m。

　　5结语

　　(1)岳阳地跨江南造山带北缘与扬子地块，经历了武陵运动、雪峰运动、加里东运动、印支运动、燕山运动和喜山运动等多次构造运动，形成了众多断裂、褶皱以及挤压拗陷盆地、断陷盆地等多种构造形迹，控制了区内地形、地貌及第四系地层分布并制约着不同类型的地质灾害发生、发展与分布。岳阳地区地质构造及其分布直接影响着城市浅层空间规划布局与开发利用。

　　(2)岳阳所处的大地构造位置、多种成因及多组断裂在区内交汇，反映了本区复杂的地质背景。特别是第四纪以来仍然活动的断裂对区域稳定及工程建设环境影响重大，后续工作中应加强周边地质、地球物理勘察，加强断裂年代测试，把岳阳城市地震地质与环境地质研究引向深入。

　　(3)城市地下空间利用越来越成为城市发展的重要方向，传统的地质填图和地质调查已不能满足这一需要。加强城市地质环境、地质构造、特殊性岩土及地质灾害研究，特别是利用BIM技术，建立城市浅层三维立体地质模型，为城市规划、建设、管理与防震减灾提供技术支撑，将是城市工程地质发展的必然方向。

　　参考文献

　　[1]孙广忠.孙广忠地质工程文选[M].北京:兵器工业出版社，1997.

　　[2]彭建兵，马润勇，邵铁全.构造地质与工程地质的基本关系[J].地学前缘，2004，11(4):74～77.

　　[3]湖南省地质矿产局.湖南省区域地质志[M].北京:地质出版社，1989.

　　[4]湖南省地质环境总站.湖南省岳阳市城市环境地质调查评价成果报告[R].2009，长沙.

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