红河断裂带及次级断层对象冲尾矿库工程的影响分析

卓庚山，裴鲜荷

（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南 昆明 650000）

云南省个旧地区规划建设的重金属污染整治试验示范园区分设南部选矿园区和北部选矿园区，象冲尾矿库为南部选矿园区的最终尾矿堆存场地，尾矿库确定清基后的坝高为50m，坝顶标高510m，使用期0.84年；后期进行扩建，清基后的总坝高达170m，坝顶标高630m，属二等库，可满足尾矿堆存时间21.27年。为了确保尾矿库稳定安全，在对红河断裂带及次级断层简要分析的基础，评价了对象冲尾矿库工程的影响。

1 研究区基本概况

象冲尾矿库位于个旧市卡房大沟东侧的象冲沟，沟谷全长约3.5km，沟谷宽度40m～80m，为较陡的“V”型谷，展布方向总体为北东-南西向，谷两岸多为呈不对称陡坡地形，右岸自然坡度24°～34°，左岸27°～38°。尾矿库库区岩性主要为上三叠统火把冲组（T3h）黄色板岩夹变质石英粉砂岩、长石石英粉砂岩；谷坡覆盖有1m～2m的坡残积层，浅表部岩体较破碎；沟床底部局部基岩出露，大部分覆盖有0.5m～5.0m的冲洪积碎石土及砂砾石层。

库区地貌属构造侵蚀、剥蚀低山山地地貌。根据钻孔、孔内波速测试、物探等工程勘察资料，钻孔中断层带内局部有断层滑（镜）面、断层泥分布。断层糜棱岩化带宽5m～10m；断层带上、下不连续地分布有挤压破碎带，带内富含裂隙水，根据部分钻孔孔隙水的承压水头分析，挤压破碎带为库区板岩裂隙水的储水构造，由于破碎带分布不连续，下伏相对隔水的中等风化板岩，分析认为储水构造内的裂隙水与下伏岩溶水水力联系较弱[1]。受覆盖层影响，挤压破碎带地表不甚明显,仅坝轴线南侧左岸边坡上局部可见，隐约可见擦痕。

2 红河断裂带及次级断层特征

红河断裂南段呈近南东向沿红河谷延伸，在云南境内长约480km。断裂呈舒缓波状，走向115°～137°，主要倾向南西，戛洒田房、莫沙曼费、红河哈龙及木龙等段倾向北东，倾角45°～70°，沿断裂带岩石挤压破碎，糜棱岩带宽达数百至千余米。象冲断裂为红河断裂带的分支断裂，为压扭性断裂，没有错断第四系覆盖层，为非活动断裂。象冲断层穿越坝址区，向库区内延伸，出露总长度约2.3km，库内延伸长度约1.6km，产状290°～310°/SW或NW∠45°～70°，局部直立（图1）。由于马堵山电站建设，象冲断层与红河断裂带的F13断层交接部位（南端）淹没在库水位之下，且工程场区植被发育，地形较陡，为分析断层特征增加了难度。通过对象冲沟及各滑坡体处露头调查，断层主要为灰岩，少量板岩，断层表面存在明显的挤压碎裂带和揉皱现象，岩石具轻微变质。库尾北部约800m，分布一条近东西向的压扭性断裂（龙古口-坝洒断裂），走向近东西向，断层面南倾，倾角约85°，断层壁明显，断层带具糜棱岩化特征；坝址下游至库区的断层，穿过坝址区，沿库区沟底分布的一条压扭性断裂，断裂带附近揉皱现象明显，且具轻微变质作用，延伸长度约2.3km，其南端延伸至阿龙古-龙山断裂，受覆盖层影响，挤压破碎带特征不明显。

图1 象冲断层断层崖示意图

3 断裂体系对象冲尾矿库工程的影响分析

3.1 区域形变对库区的影响

象冲尾矿库位于青藏高原新构造区的川滇菱形断块差异掀斜隆起区之会理-玉溪掀斜断隆。该区主要处于大面积隆起，同时伴有强烈的断块差异活动和向东向南的掀斜。中更新世以来主要表现强烈的侧向滑动。区域仅包括次级会理-玉溪断隆和渡口-姚安断隆[2]。会理-玉溪掀斜断隆位于小江断裂、个旧断裂和元谋-绿汁江断裂、杨武-化念断裂之间。该隆起II级夷平面发育，北部和南部表现为分割的山顶面，海拔高分别为2400m和2000m，中部为丘状高原面，海拔高2300m，发育第四纪断陷盆地，其中多数盆地还发育有湖泊。由地形、夷平面高度显示出向南掀斜的特点。区内断块差异运动强，近南北向、北西向主体断裂带晚第四纪以来活动强烈，受其控制形成串珠状断陷盆地，使断裂两侧块体产生了明显的差异运动和水平滑移。区内历史上发生过一系列强震，最大地震为1833年篙明8级地震和1970年通海7.8级地震。因此，区域内的新构造运动，尤以青藏高原部分最为突出，表现为强烈的垂直差异运动和断块的侧向滑移、差异升降形变对库区影响较大。

3.2 对边坡稳定性的影响

库区影响范围内已发现3处典型滑坡体崩塌，加之区域构造较发育，且库坝区内有象冲断层通过，两岸边坡岩体裂隙发育，较破碎，因此，断裂体系对边坡稳定性影响较大。

（1）苦竹林滑坡，苦竹林滑坡位于库尾东北部左岸坡的苦竹林村，滑坡体平面形态呈圈椅形，主滑方向260°，滑体长350m，宽220m，滑体厚度小于20m；滑坡体前缘树木多向西（库区）倾斜，滑体东北侧有带状出水点（现状水量较小）。估算滑体体积约115万m3，属巨型滑坡，滑面埋深小于20m，属中浅层滑坡。该滑坡是一古滑坡，现状下滑坡基本稳定。但由于潜在临空面的存在，在雨水、基岩裂隙水及尾矿水对滑体松散物质的浸润作用下，增大滑体重力及下滑力，易于诱发滑坡再次活动，对尾矿库的运营影响较大。

（2）崩塌，位于库区坝址下游右岸坡约200m，该段边坡坡度50°～70°，现状下处于极限平衡状态，岩体为灰岩。由于潜在临空面的存在，在雨水对岩体松散物质的浸润作用下，增大滑体重力及下滑力，产生崩塌，同时易于诱发崩塌再次活动，但对尾矿库的运营影响较小。调查中未发现泥石流、地裂缝等不良地质作用。

3.3 地质灾害与环境影响评价

库区存在三处滑坡体、两处崩塌体，滑坡体现状下基本稳定。但由于潜在临空面的存在，在雨水及尾矿水对滑体松散物质的浸润作用下，增大滑体重力及下滑力，易于诱发滑坡、崩塌再次活动，对尾矿库有一定影响[3]。库区不存在泥石流、地裂缝等不良地质作用，整体库岸基本稳定。区域内的地层岩性、地质构造、气候及水循环交替等条件均有利于岩溶的发育，灰岩的岩性为岩溶发育提供良好的物质基础；断层及褶皱发育为地下水的渗流提供通道，为岩溶发育提供必要的条件；温和及大降雨量气候为可溶岩的溶蚀作用提供溶解物质条件；地形切割强烈及地下水相互转化频繁，给岩溶发育提供了有利条件。

库区内在灰岩出露地带岩溶发育的程度主要为地表小型的风化与构造裂隙性岩溶，但受局部构造裂隙发育连通的影响，有岩溶裂隙贯穿性连通可能性。库区地处强烈上升区，岩溶水的垂直渗流带特别发育；水位埋深大，地下水主要由北西流向南东，以长距离的暗河管道径流，以红河为排泄基准，最后在红河河谷边缘以暗河方式排泄出来。整体上，岩溶现象及岩溶暗河的存在对库区构成潜在的影响，但影响较小。尾矿库库区出露的地层岩性主要为上三叠统火把冲组（T3h）黄色板岩夹变质石英粉砂岩、长石石英粉砂岩，属相对隔水层，对库区防渗有利；岸坡覆盖有1m～2m的坡残积层，受构造影响，浅表部岩体较破碎，风化裂隙发育，而风化又随深度的增加逐渐变弱，库区的象冲断层属压扭性断裂，其破碎带内由断层泥胶结，总体为隔水断裂，但经过后期构造破坏，裂隙发育，有可能成为地下水的运移通道。局部基岩裂隙水将补给岩溶水而导致渗漏。但库区处于岩溶水的排泄区，对地下水水质的影响非常微弱。

4 结束语

综上所述，断裂对场地地质条件的影响。象冲等断裂造成库区岩体裂隙发育，库区存在三处滑坡体、两处崩塌体，滑坡体基本稳定。库区不存在泥石流、地裂缝等不良地质作用。坝址区板岩囊状断层裂隙水与岩溶水联系微弱，加强局部防渗处理后，工程建设对岩溶地下水水质影响微弱。整体库岸基本稳定。坝址区场地土类型为中软场地土，场地类别为II类。