滇中红层工程地质特性研究

滇中红层工程地质特性研究

刘 成

【摘 要】介绍滇中红层形成的地质历史背景，红层分布范围，主要地层岩性及区内地质构造。重点讨论滇中红层特别是红层软岩的岩体原生结构，及后期受构造改造的岩体结构特性，岩体风化特性，岩体水理作用特性，岩体物理力学性质等四方面的工程地质特性。 【期刊名称】云南地质 【年(卷),期】2007(026)004 【总页数】11

【关键词】红层岩组分类；物理力学性质；软硬岩石相间；工程地质问题；滇中

红层是一种外观以红色为主色调的陆相碎屑沉积地层，中国红层大多数形成于晚三叠世至古近纪，通常由一套砂岩、粉砂岩、泥岩组成，偶有泥灰岩和砾岩。多为硬质岩与软质岩互层。红层中的软岩是指泥岩和泥质粉砂岩，强度低、透水性弱、亲水性强、遇水易软化、塑变、抗风化能力弱、易崩解。由于红层特别是红层软岩特殊的工程性质，是典型易滑地层，工程建设中最易诱发地质灾害。中国西部地区红层出露广泛，许多水利水电、公路、铁路等工程都是在红层地区兴建。深入研究红层工程地质特性，是现代化建设的迫切需要。 红层工程地质特性主要是由岩石的矿物成分、原生组织结构决定。滇中红层地区地质构造发育，对红层岩体结构后期改造强烈，严重影响滇中红层工程地质特性，很多地质灾害都与地质构造有关，研究滇中红层工程地质特性应特别重视。

1 滇中红层形成地质背景

滇中红层形成于侏罗系和白垩系，第三系有零星沉积。晚三叠世云南境内地壳运动强烈，沉积环境变化较大，气候变得干燥炎热并与潮湿多雨交替，干燥炎热气候使地表物质受到强烈风化和氧化，形成大量碎屑和氧化物质，潮湿多雨对动植物生长有利，大量洪水不断运移风化、氧化物质，形成巨厚、广泛的河、湖相红色沉积地层，此种气候环境一直延续至渐新世末期。滇中红层就在此时期形成的一套发育齐全、沉积旋回清楚、具三分性、厚度巨大的河、湖陆相红色碎屑沉积地层。

2 分布范围及地层岩性

滇中红层主要分布在云南楚雄、元谋、大姚地区(图1)，从老至新为： (1)侏罗系下统冯家河组(J1f)：紫红色泥岩夹砂岩，偶见互层。

(2)侏罗系中统张河组(J2z)：紫红色、杂色泥岩、粉砂岩、砂岩不等厚互层。 (3)侏罗系上统妥甸组(J3t)：紫红色泥岩、粉砂夹细砂岩。

(4)白垩系下统高丰寺组(K1k)：紫红色、杂色泥岩、粉砂、砂岩不等厚互层。 (5)白垩系上统马头山组(K2m)：紫红色、杂色砂岩、泥岩。

3 地质构造

滇中区位于川滇南北经向构造带中部西侧。川滇经向构造带受强烈挤压的经向构造体系，由东至西包括小江断裂、普渡河断裂、汤郎-易门断裂、元谋-绿汁江断裂，以及次一级的禄丰断裂。构造形迹多呈舒缓波状，透镜体岩块发育，与主干断裂平行的褶皱成群出现(图2)。

这一古老构造体系中的主干断裂在挽近时期活动仍很强烈，地貌特征亦较明显，沿构造线形成的构造盆地多呈南北向发育，如罗茨、禄丰、元谋、彩云等盆地

都近南北向延伸。在漫长的地质历史发展演变过程中，此构造体系所受动力作用性质不尽相同，主压应力东西向，但也出现过多次东西向转变为南北向的交替状态，许多主干构造具有折线弯曲，在此主干构造带旁侧发育着次一级的“入”字型构造，以及发育“帚状”和“环状”旋扭构造，表明曾受过强力改造。

对滇中区构造格局影响大的是这西侧两条主干断裂带，即：汤郎-易门断裂、元谋-绿汁江断裂，以及在两大断裂带间的禄丰断裂，三者近于平行，呈南北向展布。汤郎-易门断裂，北起会理，南插易门，为一强烈挤压经向构造带，由一组多条近于南北走向断裂组成，倾角70°～90°，时而倾东，时而倾西。断裂带岩石挤压破碎剧烈，有糜棱岩带、片理化及构造透镜体发育，并伴有扭动，其旁侧产生次一级“入”字型构造。

元谋-绿汁江断裂，为一强烈挤压密集平行冲断裂带，总体走向近南北，北段走向北北西，南段走向北北东，为一高倾角断裂，倾角75°～90°。断裂带岩体受挤压破碎，碎裂岩化、糜棱岩化、片理化及透镜岩体发育，断裂带多有炭化，岩体变黑并有滑感。在主断裂带的旁侧发育有次一级的“入”字型压扭断裂发育。

禄丰断裂位于汤郎-易门断裂与元谋-绿汁江断裂之间，走向近南北，略呈“S”形弯曲，是倾东的高倾角冲断裂。

区内纬向构造规模较小，展布零散，沿断裂带发育宽度不等的挤压带、片理化、碎裂岩化和构造透镜体，多属压性结构面，但也有张扭现象。东西向断裂多处切错南北向断裂，如彩云北段家坡断裂将元谋-绿汁江断裂错断，南盘向东错开约1 000米。这些特征表明：东西向构造体系生成和活动期晚于南北向构造体