港珠澳大桥工程可行性研究报告 38页

'港珠澳大桥工程项目背景20世纪80年代以来，香港、澳门与我国内地之间的运输通道、特别是香港与广东省珠江三角洲东岸地区的陆路运输通道建设取得了明显进展，有力地保障和推进了香港与珠江三角洲地区经济的互动发展，但是香港与珠江西岸的交通联系却一直比较薄弱，这一被动局面已经影响了大珠江三角洲地区社会经济的发展。20世纪90年代中期，为了改变香港与珠江西岸交通联系薄弱状况，珠海与香港曾讨论过修建连接珠海至香港的伶仃洋跨海大桥。1997年12月原国家计委批准了伶仃洋跨海大桥的项目建议书，但由于种种原因，伶仃洋跨海大桥的建设到目前为止尚未取得实质性进展。进入21世纪，香港、澳门与内地有关方面提出修建连接香港、珠海与澳门跨海大桥的建议，这一建议得到了中央政府与香港、澳门特别行政区政府及有关部门的高度重视和认可。港珠澳大桥的兴建，虽然只涉及香港、珠海和澳门，但港珠澳大桥建成后，香港驱车到珠海、澳门只需45分钟，比现在绕道广州虎门大桥要减少3个多小时。兴建港珠澳大桥，可使珠江西岸城市，包括肇庆、顺德、佛山、江门和珠海，缩短与香港的距离，使这些城市可与深圳、东莞等东岸城市看齐；香港四大支柱行业也可因此将市场扩展至珠三角西岸。经济界人士认为，港珠澳大桥建成后，不仅将创造世界桥梁建设的奇迹，而且可使“大珠三角”区域经济，对内影响至广西、海南、云南、贵州、四川等地，对外辐射至东盟自由贸易区，从而成为整个东南亚区域内的经济中心，见图0-1。为给项目决策提供依据，受港珠澳大桥前期工作协调小组（以下简称“协调小组”）委托，中交公路规划设计院承担大桥工程可行性研究工作。可行性研究主报告外还包括37个专题研究报告，本报告为系列专题报告之18《港珠澳大桥工程可行性研究阶段工程地质勘察报告》，由中交公路规划设计院与江苏省水文地质工程地质勘察院单位共同完成。-38- 图0-1　　港珠澳大桥地理位置图-38- 1勘察工程概况1.1工程概况拟建的港珠澳大桥位于珠江口外伶仃洋海域，根据设计线路，港珠澳大桥从香港飞机场南环路，经大澳，联接一条长约1400米、能让大型船舶通过的斜拉桥，再转为低矮桥身越过珠江口，最后在接近陆地时作“Ｙ”型分叉，一条通往珠海，由拱北口岸处上岸以隧道线路连接太澳高速公路（拟建），另一条接澳门，从氹仔岛入海以水下隧道线路与珠海的横琴岛处的太澳高速公路相连。此外，也有人提出“桥隧合一”的新的设计线路（“港珠澳桥隧”），即在深水海域（伶仃水道）以沉管隧道方式穿越，隧道两端建设人工岛，工程可行性研究阶段工程地质勘察专题共设两个通道线路(见表1-1)。表1-1港珠澳大桥桥位坐标表设计线路东侧(起点)西侧(终点)桥长XYXYkm线路一2466569.882838490025.76762455573.508438458020.026135.332线路二2466372.378438492029.20042456702.110038456002.040039.417注：表中坐标为1954年北京坐标系线路一：东起香港国际机场的南环路处(K0+000)，在香港海域内(至K5+500)为高架桥线路，拟设两人工岛之间为海底隧道线路（K6＋500～K12+500)，人工岛(K12+500)以西为桥梁线路，西至珠海～澳门拱北对面海面，大桥在珠海及澳门对面海域落脚，然后再分道通往珠海及澳门(K35+332.109)，跨海长度35.332km。线路二：东起香港国际机场赤鱲角南路处的观景山(K0+000)，沿大屿山海域以高架桥线路通过主航道，然后以桥梁线路通过海域，向西至珠海～澳门(K39+416.743)，跨海长度约29.5km。-38- 1.2目的与任务本次勘察的目的和任务是：在充分收集区域地质资料的基础上，紧密结合本次开展的地面调查、物探及遥感工作，初步了解桥位区工程地质条件，为选定桥型线路提供依据。本次工程地质勘探，应初步了解桥址区地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、不良地质等问题。了解主要的覆盖层各土层的物理力学性质，基岩的埋藏深度、岩性、风化程度、节理裂隙发育情况及其物理力学性质等，提供基础设计所需的物理力学参数，同时查明与桥型线路比选及桥隧比选有关的主要区域工程地质条件，为工可研究提供地质依据。1.3.工作依据本次勘察主要执行以下规范、规程、标准及要求：《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）；《公路土工试验规程》（JTJ051-93）；《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）；《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）；《公路工程石料试验规程》（JTJ054-94）；《公路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066-98）；《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；《广东省建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）；《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；《公路工程水质分析操作规程》（JTJ056-84）；甲方提供的《港珠澳大桥工程可行性研究阶段工程地质勘察专题技术要求》和我院根据甲方的专题技术要求编制的“工程地质勘察大纲”。1.4勘察概况1.4.1勘察过程我院于2004年3月接受任务后，立即进行了进场前的组织筹备工作，于4月初完成了“工程地质勘察大纲”的编制，先后两次派人到施工场区附近遴选合适-38- 的船只。随后于5月13日组织人员、设备进入现场，进行平台的搭建和仪器的调试，5月27日正式开工，7月31日结束外业，外业历时78天。于2004年8月2日，港珠澳大桥前期工作协调小组派员与甲方代表一同在现场进行了外业检查和验收，并获得通过。2004年9月22日由业主主持召开了港珠澳大桥工程可行性研究阶段工程地质遥感调查、工程物理勘察、工程地质勘察专题报告评审会。评审会由9名国内知名专家组成，本专题为根据专家评审意见修改稿。本次工程安排与进度详见表1-2。表1-2　　工程勘察进度表阶段时　　间工　作　内　容前期工作2004.3～2004..5（1）收集分析已有资料，组织人员现场踏勘；（2）进场前的施工筹备，人员组织，租船；（3）根据已有资料和甲方提供的技术要求编制勘察大纲，并通过甲方的审查认可。外业工作2004.5.13～2004.5.26（1）钻探设备进场，安装水上作业平台；（2）测量、土试仪器进场并安装调试。2004.5.27～2004.7.31（1）全面开展勘探工作，包括取样、原位测试工作；（2）进行室内岩、土、水测试工作；（3）进行外业资料的输入及整理。2004.7.31～2004.8.2（1）对获得的资料进行初步分析整理，绘制有关图件；（2）协调小组组织人员进行外业验收；（2）根据验收、审查意见，进行补充工作。内业工作2004.8.3～2004.9.15（1）全面进行内业资料分析、整理、计算；（2）编写勘察报告；（3）报告初稿提交院审查；（4）报告送审稿提交甲方及业主。审查修改2004.9.15～2004.9.30（1）业主组织专家评审，并通过评审；（2）根据专家评审意见进行修改完善；报告出版2004.9.30～2004.11.15（1）正式报告的装订、出版；（2）正式报告提交甲方、归档。1.4.2　人员组织参加本次勘察的人员共50人，包括钻探20人、工程地质5人、测量2人、波速测试5人，土水试验8人、管理人10人。上述人员中有高级工程师14人、工程师8人、助工及技术员2人、技师3人等（详见表1-3）。-38- 姓名职务职称单位本次工程职责院长教授级高工公规院领导小组成员主任高级工程师公规院项目经理副主任高级工程师公规院项目总工、报告审定院长教授级高工水勘院领导小组组长、报告审定副院长高级工程师水勘院领导小组成员副院长高级工程师水勘院领导小组成员总工程师高级工程师水勘院项目指挥、项目总工、报告审定分院长高级工程师水勘院项目副指挥、报告编制高级工程师水勘院测量项目负责人副总工程师高级工程师水勘院质保组长、报告审核高级工程师水勘院质保成员、报告审核工程师水勘院内业资料整理、报告主编工程师水勘院机台及后勤管理副所长高级工程师广东岩土所岩、土、工试验项目负责人工程师广东岩土所岩、土、工试验副所长高级工程师中国地震局波速测试项目负责人高级工程师中国地震局波速测试助理工程师水勘院地质编录、报告编制技术员水勘院地质编录技师水勘院机长、机台管理技师水勘院机长、机台管理技师水勘院机长表1-3　　主要参加勘察人员一览表为了优质高效地完成本次勘察任务，我院成立了港珠澳大桥工程地质勘察项目领导小组，下设项目经理部和质量保证部，项目经理部下设钻探、地质、土工、测量、波速测试、安全、后勤小组。各负其责，层层把关。1.4.3　设备投入本次勘察投入的设备仪器主要有钻探船、钻机、取土器、岩、土、水试验仪器、测量、波速测试仪器等（详见表1-4）。-38- 表1-4　　投入本项目勘测设备一览表项目设备名称型　号数量钻探钻机XY-2(300m钻机)1台泥浆泵BW-200/40型（双缸）2台常规取土器Φ1085套标准贯入器Φ426套土工测试电子天平BL3102台等应变直剪仪ZY-01、042台低、中压固结仪GJY-800、GJY-160016台十二联直剪预压仪ZYY-Ⅱ2台无侧限仪DW-21台相对密度仪1台渗透仪南55改进型1台颗粒分析设备1套波速测试激振源1套测试记录仪器1套拾震器1套所有仪器均在校准的有效期内，且在投入使用前再次进行了调校。1.5　完成工作量本次勘察的钻孔孔位、孔数、孔深及钻孔性质均由甲方确定，共布设钻孔12个，设计孔深100m、或进入弱风化8m左右，或微风化5m左右。总进尺约1200m，后根据物探资料增加2个天然气探测孔。本次勘察实际完成钻孔14个（2个天然气探测孔，配合完成4个波速测试孔），总进尺1271.78m，采取原状土样208件，扰动土样146件，岩石样126件，进行标准贯入试验380次，重Ⅱ试验16次，最小孔深65.00m，最大孔深105.60m，全面完成合同规定的工作量。其中线路一完成7个钻孔(ZK1～ZK7，其中ZK6号孔为两线路共用孔)。线路二完成5个钻孔(ZK8～ZK12)。同时对两岸三地进行了工程地质调绘。完成主要工作量详见表1-5、表1-6。表1-5　　勘探工作量统计表-38- 孔　号孔深（m）原状样（件）扰动样(件)岩石样(件)标贯试验(次)重Ⅱ试验(次)设计施工ZK110083.1519213211ZK210079.6013148271ZK3100101.30171811360ZK410099.7523158391ZK510092.432595360ZK6100103.35221510280ZK710086.7514187361ZK810096.09121511311ZK9100105.6014278407ZK10100103.2024914323ZK1110097.2516222351ZK1210074.50929190ZKJ165.00ZKJ283.90合计1271.7820814612638016表1-6岩、土、水试验工作量统计表类型型项目数量（件）（件）类型型项目数量（件）（件）土水试验天然含水量W251岩石试验含水量w47密度ρ215干密度ρd50稠度wL、wP246吸水率ω140常规压缩a0.1-0.2、Es202饱和吸水率ω237快剪C、φ168密度ρ56固快Cg、φg62比重G21渗透（粘土）Kv35静弹模量E15渗透（砂土）Kv47泊松比γ15固结系数Cv44抗压强度天然Rc27相对密度Dr13饱和Rb26休止角am、ac20干燥Rd5颗分─61天然抗剪切强度度Rs14筛分─121抗剪断强度c、φ10有机质含量─9软化系数─2水质简分析─2薄片鉴定─12侵蚀性CO2─2点荷载─42游离性CO2─2波速测试─18-38- 2　勘察方法及质量评价2.1　勘察方法2.1.1工程地质调查与测绘我院于2004年7月25日～7月30日对香港、澳门桥轴线经过区的陆域地段进行了简易工程地质调查。主要采用的是路线穿越法及追索法，大致了解拟建路线区内地形、地貌特征、地表岩性及地质构造，并对场地稳定性作出初步评价。2.1.2工程地质钻探本次勘察所有钻孔均为技术性控制孔，均须采取原状土样、岩石试样，并进行原位测试及岩土试验，重点测试岩土物理力学性质参数，为桥（隧）提供全孔段、定量的物理力学参数。本次外业钻探均为水域钻探，部分水域钻孔位于主航道附近，主航道内水深、流急，水流作用强，是本次勘探施工的重点、难点。钻机采用XY-2型钻机（钻深300m）1台，配备BW-200/40泥浆泵2台(备用1台)，以S395型及S1100型柴油机作机械动力。钻探方法为回转钻进、全孔取芯，为保证取样及原位测试质量，采用岩芯管长度为2m的单管钻具、用φ130/φ110mm肋骨合金钻头钻进或清孔。基岩钻进，根据岩石的坚硬程度、风化程度、研磨性，选择针状合金或金刚石单、双管钻具取芯钻进，钻进规程定为中压、中速、中泵量，使用优质低固相化学泥浆循环，保证钻进过程中，所有回次的岩芯采取率（包括软弱夹层）均能达到规定要求。经统计岩芯采取率：粘性土层=94.3%，砂类土层=66.7%，全孔=83%，岩芯采取率满足技术要求。岩芯的整理与保管：所有钻孔的岩芯样品，均按回次顺序放入统一的岩芯箱内并进行编号，填写岩芯卡片、整理、装箱，按单孔拍摄了岩芯照片，并保留了-38- 所有钻孔计162箱岩芯大样。外业结束后运送到“协调小组”指定的岩芯存放地点，交“协调小组”统一管理，并按有关规定进行包装和标识。2.1.3取样(1)在粘性土、砂性土、全风化层中，一般每1.5m～2.0m取原状样一件；如土层厚度大于或等于5m，分别在上、中、下各取代表性原状土样1件；遇有土层变化，立即取样。经统计本工程原状土样的取样最大间隔＜3.0m，松散层平均取样间隔为2.01m，满足技术要求。(2)在基岩地层中，强风化基岩采样间隔为2～3m，弱风化、微风化为3～5m。如层厚≥5m，分别在上、中、下各取代表性岩样1件。经统计本工程岩样的平均取样间隔为3.27m，满足技术要求。(3)在ZK8孔位置处分别采取涨平潮、退平潮海水样各1组。2.1.4原位测试在所有钻孔中对100m以内松散地层及全、强风化均进行了标准贯入试验或圆锥动力触探。标贯试验在采取原状土样后，立即进行。标准贯入试验主要在砂性土、粘性土及风化基岩中进行，圆锥动力触探在碎石土和风化基岩中进行。标准贯入试验采用63.5kg落锤，落距为76cm自由脱钩下落，先击入15cm不计击数，再记录后30cm中的每10cm的锤击数，当锤击数大于50击时则停止试验，记录实际贯入量，换算成30cm的锤击数。圆锥动力触探试验（重Ⅱ型）采用63.5kg落锤，落距为76cm自由脱钩下落，记录10cm的锤击数。本次原位测试在施工前对探杆和落锤进行了检测，测试时按要求进行清孔和记录，数据可靠。2.1.5波速测试⑴测试方法及其基本原理利用钻孔进行土层纵(P)、横(S)波速度测量是工程中测量土层动力性能的常用方法。这种方法是在钻孔中设置激震源激发弹性波，沿钻孔内不同深度布设测点，通过井下拾震器依次在各测点接受由激震源产生的弹性波，经地面记录器放-38- 大并进行数据采集记录，然后，对数据记录进行震相识别确定出波的到时，继而由震源到拾震器的距离确定出波的传播速度。这一波速是震源到拾震器间的平均速度，需进一步分析才能确定出其间各层的波速。在此次测试中采用的是同孔测试法。这种方法是利用一个孔同时激震和接收（震源在拾震器的上面），将震源与拾震部分连成一体做成一串装置下到钻孔内进行测试。拾震部分由三分量检波器组成（纵、横波波速测试）。震源与检波器之间的距离依据岩土特性确定，一般取3m～8m。⑵测试仪器波速测试采用的激振源是由湘潭无线电厂生产的高压放电激震源，测试记录仪器主要采用美国Kinematrics公司生产的六道记录仪，拾震器为日本和国产的井下三分量检波器及日本产的串珠式井中拾震器，此外还配备了便携式笔记本。该测试系统性能可靠，能实时显示测试结果，并配置了有关的数据分析软件。2.1.6钻孔测量定位本次所有钻孔均在海域，岛屿众多，海域广阔，海况较差，普通的测量定位系统已无法满足本工程的需要，因而我院根据实际情况及多年的工作经验选用了相应的测量设备(表2-1)。表2-1　　测量设备一览表名称数量精度用途GPS双频RTK系统１套水平±2cm+2ppm垂直±3cm+2ppm控制点检测、校位、测钻孔平面位置及水面标高掌上型GPS导航仪１台≤7m钻孔初定位、抛锚测深仪1台≤0.05+4‰S测量钻孔位置水深对讲机4台通讯联络施工船在移位时采用GARMINGPS12C掌上型导航仪进行导航、抛锚、定位，将钻孔坐标、锚位坐标输入导航仪，引导、指挥施工船移动至孔位，再指挥抛锚船在锚位抛锚。待施工船稳定后，采用RTKGPS进行钻孔的校位。船上测量人员通知陆地测量人员打开基准站，仪器进入RTK状态后即可进行钻孔校位。-38- 当孔口位置误差小于2m时，通知钻探人员下套管，套管稳定后测量人员对孔口位置的坐标、高程进行测量，同时采用声波测深仪或悬锤法测量出水深，计算其孔口高程。本次勘察的基准点由国测一大队提供（见表2-2），平面坐标采用1954年北京坐标系，高程系统采用1985年国家高程基准。本次定位利用的控制点为LSHS(石花山)，高程利用的控制点为G2A2点。点位编号点位坐标点位高程点位编号点位坐标点位高程XY(m)XY(m)LSHS*2461375.46838456566.821－G2A52454300.16338450940.3563.320G2A1*2459878.86538455338.7033.485G2A62452180.34438451164.9184.277G2A2*2458434.37338453966.3204.357G2A72450794.71938452085.7944.399G2A32457873.22738451935.2093.866G2A82450012.06738453197.4213.911G2A42455822.55938451447.0923.670注：点位编号后加“*”者为本次勘察控制点。表2-2　　控制点坐标一览表2.1.7室内试验现场采集各岩、土层和海水样品，在室内测求岩、土的物理力学性质指标和水化学性质指标。主要包括岩、土的物理力学性质试验和水化学分析。重点对岩石的物理力学性质进行研究，取样数(份)量上满足了测试要求。⑴粘性土进行了天然含水量、天然密度、比重、液限、塑限、压缩系数、压缩模量、渗透系数、直接快剪、固结快剪等项目的测试。⑵砂性土进行了天然含水量、天然密度、比重、相对密度、颗粒分析、渗透系数、压缩系数、压缩模量、水上、水下天然休止角等项目的测试。⑶岩石试验：包括岩矿鉴定、岩石物理性质试验（比重、相对密度、天然密度、吸水率、饱和吸水率、变形模量、弹性模量、泊松比）；岩石力学性质试验（天然、饱和、干燥的单轴抗压强度试验），剪切试验（C、φ）、天然抗剪断强-38- 度等的测试，对破碎岩石进行点荷载试验，对做声波测试的钻孔取孔内岩块进行波速测试。⑷水质分析试验：主要为简分析，做K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、Cl-、侵蚀性CO2和游离CO2项目测试。2.2质量控制措施项目领导小组成员几乎每天对现场的生产、质量、安全情况进行了解，并亲自到现场进行检查与指导。江苏省地勘局领导特意从国外赶到现场进行检查指导。项目部项目经理、副经理、项目总工、副总工等均按合同要求长期坚持在现场，每天对现场的生产、质量、安全情况进行检查、验收，及时与相关部门(海事、气象等)联系掌握最新海况、天气，并根据现场情况对下一步工作进行部署。不定期的将现场生产、质量、安全情况向协调小组、甲方及院有关部门汇报。甲方领导陈晓东、查雅平、协调小组领导曾数次光临现场进行工作检查和技术指导，提出了不少有益的建议，对工作的顺利开展起到了举足轻重的作用。工作过程中,虚心倾听外方人员的意见，并及时更正，并将野外工作情况根据勘察进度分阶段向院项目领导小组汇报，重大问题及时向甲方及“协调小组“汇报，及时沟通解决，并在钻探外业结束后及时提请外业验收。-38- 3　自然地理及区域地质概况3.1自然地理及气象香港香港地处北纬22°9′～22°37′，东经113°52′～114°30′。三面环海，背靠大陆深圳，海岸线曲折绵长，且多海湾、岬角、半岛和离岛。香港属南亚热带海洋性季风气候，受大规模冬季西北季风和夏季东南季风影响，季节变化显著。并受热带与温带气旋的影响，冬季易出现骤冷天气，夏季常出现酷热、狂风雷暴和龙卷风等恶劣天气。珠海珠海位于广东省珠江口的西南部，在北纬21°48′一22°27′、东经113°03′一114°19′之间。因位于珠江注入南海之处而得名。东与香港隔海相望，相距仅36海里；南与澳门相连，西邻新会、台山市，北与中山市接壤，距广州市约140公里。珠海地处北回归线以南，冬夏季风交替明显，终年气温较高，偶有阵寒，但冬无严寒，夏不酷热；年日温差较小，属南亚热带海洋性季风气候。 年平均气温22.4度，年降雨量为1963mm，降雨主要集中在5～9月，占年总降雨量的77%。5、6、8月各月的降雨量均超过320mm，并以6月份的降雨量最多，达328.9mm。夏季多受台风影响，易出现暴雨、大风天气。对珠海影响较大的灾害性天气有：台风、暴雨、冷空气、强风和寒露风等。干旱、龙卷风等强对流天气造成的灾害偶或有之。澳门澳门位于我国东南沿海珠江口的西岸，它北以关闸为界与珠海经济特区的拱北相连，东隔伶仃洋与香港相望，距离仅约40海里，南面则濒临浩瀚的南海。澳门地处北回归线以南，受海洋和季风影响很大，属亚热带海洋性气候，全年平均气温22摄氏度左右，湿度较高，约73%-90%。秋季（十月至十二月）是全年最好的季节，阳光充足，气候温和而且湿度较低。冬季（一月至三月）寒冷，-38- 但大部分时间天气晴朗。四月至九月，湿度和温度逐渐升高，这期间雨水较多，而且会有台风。3.2地表水及潮汐现象桥位区位于珠江河口区域，地表水系主要为珠江和南海，西江是珠江的主干，源出云南省曲靖市马雄山，流经贵州、广西，到广东珠海磨刀门入南海，其(马口站)多年平均径流量2380亿立方米，占珠江径流总量的77．1％；年内径流相当集中，汛期(4--9月)的径流量占全年径流总量的77，7％。椐1986年实测洪水分配比计算，磨刀门年径流量为762．2亿立方米，鸡啼门145亿立方米，虎跳门111．1亿立方米。桥位区海区潮汐主要是太平洋潮波经巴士海峡和巴林塘海峡传入以后，受地形、河川泾流、气象因素的影响所形成，属不正规半日潮，出现潮汐日不等现象。3.3地形地貌近场区大致可分为三大地貌区，即西部丘陵区、东部低山丘陵区、中部伶仃洋水域，在西部丘陵区零星发育台地、冲海积平原、滨海平原和泻湖平原，在东部低山丘陵区发育有台地(见图3-1)。3.3.1西部丘陵区西部丘陵区，包括沿海分布的淇澳、大、小横琴等岛屿。主要为珠江三角洲的丘陵、台地，平原、滩涂地貌，间有台（丘）间谷地。区内地势不高，高程一般小于200m，最高峰五桂山海拔530.5m，晚新生代以来以侵蚀－剥蚀地形为主。根据地貌形态、成因和物质组成等因素，可分为丘陵、台地、平原、台（丘）间谷地和滩涂五大类型地貌。其中丘陵、平原分布面积较大。区内丘陵大部分高程都在200m以下，属低丘陵。高丘陵（高程250～500m）仅分布于凤凰山（436.9m）、白面将军（393.3m）及大横琴岛的脑背山（457.0m）一带。丘陵走向多与北东向构造线一致，又被北西向构造线交切，地形破碎。台地，是抬升时间较新的低夷平面。区内台地又可分四级，高程60～80m、40～50m台地又称高台地，高程20～25m、5～10m台地又称低台地。高台地主要分布在那州东北、山场西、氹仔岛和淇-38- 1、低山（500～1000m）2、高丘陵（250～500m）3、低丘陵（100～250m）4、高台地（30～90m）5、低台地（5～25m）6、台间谷地7、冲海积平原8、滨海平原9、泻湖平原10、泥滩及边界11、沙滩及边界12、地貌类型界线13、桥轴线图3-1近场区地貌图澳岛等地，低台地主要分布在那州西一带。此外，在丘陵或残丘一侧还发现多处海蚀遗迹。珠海乌石岭一带有高25～35m的海蚀平台，棱角咀、九州港一带发育海拔30m高度的海蚀穴、海蚀槽，坦州地区的蜘蛛山在5m高程上见海蚀鹰咀石，海拔高15m见海蚀槽穴，横琴岛深井一带海拔5m左右有海蚀洞、海蚀沟。3.3.2东部低山丘陵区东部低山丘陵区，包括大屿山、香港等岛屿在内，为低山、丘陵、台地间有平原和谷地。地貌高程一般为200～400m，为莲花山末端。最高峰凤凰山935m。区内高丘陵分布广，低丘陵分布在高丘陵周边。台地主要分布在谷地、平原周边或沿海地区，平原以冲、海积平原为主，分布在深圳湾东侧。谷地主要分布在东涌、屯门一带。-38- 香港境内以山地丘陵为主，海岸线长达870公里，拥有深水良港和众多岛屿。地表形态的空间反差对比强烈。桥轴线香港通过区为港岛西南面的大屿山、国际机场附近的观景山，其岩体主要由凝灰岩构成、局部为中粗粒花岗岩类，山峰峻峭，山坡较陡，植被茂密，沟谷切割深度一般>500m。因地质构造作用而不断上隆，加上风化剥蚀强烈，形成基岩裸露的石山，偶尔可见滑坡。桥轴线澳门陆域在地貌类型上主要为花岗岩低丘陵，因地质构造作用而不断上隆，加上风化剥蚀强烈，形成基岩裸露的石山，山坡陡峭，坡度多在30以上，部分达60°以上。总之，内陆以低山丘陵为主，占58．68％；平原次之，占25．5％；水域占15．9％。海岸线、岛岸线长690公里。研究区陆域地势总体北高南低，呈阶梯状下降。北东走向平行相间的长条状隆起山脉，是区内陆域构造地貌的一大特征。山脉高一般都有由北东向南西递降的趋势，即由深切割的中山递降到浅切割的低山和轻微切割的丘陵。沿海一带表现为低山、丘陵、台地、平原和沿海岛链带的地貌景观，海岸曲折，岬湾相间。3.3.3海域伶仃洋是珠江喇叭口形的河口湾，湾顶在虎门一带，宽3km，中部宽27km，在澳门－香港之间宽58km。伶仃洋水面地形复杂，可分两槽三滩。内伶仃岛以北发育中部浅滩（矾石浅滩），中部浅滩以东称东槽，又称矾石水道，水深大于10m，向南接暗士顿水道，水深达20～49m。中部浅滩以西为西槽，又称伶仃水道，水深较浅，内伶仃岛以南方达10m以上。西槽以西为西滩，水深一般为2～4m，东槽以东为东滩，水深一般为3～4m。珠江口以南为南海海域，水深10～30m。伶仃洋水域尤其珠江口一带岛屿众多，较大的有淇澳岛、内伶仃岛、桂山岛、万山群岛、大蜘州岛等。高程一般为100～200m，以低丘为主，高丘分布在内伶仃岛和大万山岛，大万山岛的大万顶海拔达432m。主要发育高程200m、100m两级夷平面，在桂山岛可见高程5m的峰蚀洞。桥轴线经过处在地貌上属河口三角洲，为珠江入海口，海底表层为河流堆积形成的巨厚层淤泥层。3.4区域地层3.4.1前第四纪地层-38- 桥位区区域前第四纪地层在桥位较为发育，除广泛发育第四系外，在两岸零星出露有晚元古代的震旦系、古生代的寒武系、泥盆系、石炭系和中生代的侏罗系、白垩系。其主要特征见表3-1。表3－1　　前第四纪地层表界系统地层名称地层代号厚度(m)地层岩性中生界白垩系下统百足山群上亚群K1bzb>507砾岩，含砾粗粒石英砂岩，粗中粒杂砂质石英砂岩，中粒长石石英砂岩，砂质石英粉砂岩，凝灰质长石石英粉砂岩，粉砂页岩下亚群K1bza429复成分砾岩，粗粒砾质杂砂岩，细粒长石石英砂岩，砂质长石石英粉砂岩，石英岩状砂岩侏罗系上统高基坪群上亚群J3gjb>818石英砾岩，石英砂砾岩，中细粒石英砂岩，砂质石英粉砂岩，粉砂质页岩，安山质角砾晶屑凝灰岩，含流纹质角砾玻屑晶屑凝灰岩下亚群J3`b1764复成分砾岩，细粒长石石英砂岩，砂质石英粉砂央地，粉砂质页岩，安山质角砾岩屑晶屑凝灰岩，流纹质晶屑凝灰岩，安山质凝灰角砾岩下统金鸡组Jij>228中粒长石石英砂央地，中细粒石英砂岩，细粒石英砂岩，泥质石英粉砂岩，粉砂质泥页岩古生界石炭系C-上部为变质砂岩，下部变质粉砂岩，千枚岩夹石墨片岩，局部夹大理石泥盆系中统桂头组上段D2g2>1552杂砂质砾砂岩，细粒石英砂岩，细粒长石石英砂岩，石英粉砂岩，长石石英粉砂岩，斑点千枚状页岩，粉砂质页岩下段D2g1>237细粒石英砂岩，泥质粉砂岩，粉砂质页岩，与下伏八村群为断层接触寒武系八村群εbc>1158斑点千枚状页岩，粉砂质页岩，砂质石英粉砂岩，细粒石英砂岩，中细粒长石石英砂岩元古界震旦系-Z-由混合岩化和花岗岩化作用形成，再经过构造作用，基体与脉体已无法分辨，岩性上与岩浆成因的花岗岩类极为相似，具碎裂结构，局部具片麻状构造，交代结构发育3.4.2第四纪地层-38- 珠江三角洲的第四纪沉积，根据前人资料，其大致划分为六组，详见表3-2。桥址区第四纪地层桥址区第四纪地层的划分主要依据前人资料及本次勘探成果，同时结合在本次勘探成果取样所做的热释光测年数据(见表3-3)，热释光测年是由中山大学完成。表3-2　　第四纪地层表地层代号统组年代（a·距今）一般厚度（m）岩　　性沉积层分层标志Q43全新统灯笼沙组25005000100002200032000400001.10～12.00淤泥，粉砂质淤泥、砂质淤泥、淤泥质粉砂。海相为主淤泥Q42-2万顷沙组0.60～5.60含砾－砾质中粗粒石英砂、不等粒石英砂、细中粒石英砂、砾砂。海相为主含砾－砾质中粗粒石英砂Q42-1横栏组0.50～5.90黑褐色粘土、深灰色淤泥、深灰色淤泥质粉细砂、灰色中细砂。海相为主黑褐色粘土Q33上更新统三角组1.00～4.20砾砂、砂砾、粘土质砾砂、砾石卵石、花斑状粘土。海河交互相砾砂、花斑状粘土Q32-2西南组2.15～5.70灰白色粘土、黄色粘土、亚粘土。海相为主灰白色粘土Q32-1石排组0.50～3.60砂砾或中粗砂层，有向上变细的趋势。河流相为主砂砾晚更新世早期（Q32-1al）由一套冲积成因的灰白、棕黄色密实状、具一定韵律的砂类土构成，由上至下，岩性由粉砂、细砂、中砂、粗砂到砾砂，底部见卵砾石，磨圆度较好，有一定的分选性。晚更新世中期（Q32-2m-al）为海陆交互相沉积的粘性土构成，上部为海相的软土，下部为陆相的粘性土，近岸边发育晚更新世晚期（Q33al）上部为一套浅灰、棕红至褐黄色陆相成因的粘性土，粘性土近岸发育，下部为冲积成因的中密至密实状粉细砂构成，分布不连续。全新世早期（Q41al）沉积属海相沉积，以砂、粘土夹砂为主，局部缺失。中晚期（Q42m）主要以海相的软土为主，厚度较大，最厚达35m，沉积物中含植物、蚝、蚌壳等残体。-38- 表3-3　　热释光测年成果表钻孔编号取样深度（m）取样物质测龄（年）层号推测时代ZK180.00岩芯破裂面物质94,100±6100⑤4晚更新世中期ZK49.00～9.40灰黑色粉砂8,700±500①1全新世48.00浅灰色粉砂39,700±2,600④1晚更新世中期73.20褐黄色砾砂61,000±3,900④3晚更新世中期ZK557.90～58.20砾砂48,500±3,200④2晚更新世中期91.00岩芯破裂面物质96,900±6,700⑤3晚更新世中期ZK652.70～53.00黄褐色砾砂49,500±3,100④3晚更新世中期103.30岩芯破裂面物质115,200±8,000⑤4晚更新世中期ZK1050.80灰色细砂43,600±2,800④2晚更新世中期68.50褐黄色砾砂58,200±3,400④2晚更新世中期78.70～81.20岩芯破裂面物质232,000±16,000⑥3中更新世3.4.3火山侵入岩中生代时期场区岩浆活动极为剧烈，燕山期酸性岩浆岩分布很广，出露面积较大，而且是多期活动的特点，侵入岩常沿同一构造带反复侵入，从而形成不少各期花岗岩混在一起的复式侵入体或岩带，显示出多期岩浆反复侵入的特点，同时在香港大屿山区域内发现花岗岩俘虏体大理石。其可分出二、三、四、五期侵入岩，详见表3-4。3.4.4火山喷出岩火山岩呈层状与沉积岩整合接触，而且火山岩出现陆源物质组成，如安山质角砾晶屑岩屑凝灰岩中出现石英岩及砂岩陆源角砾，安山质凝灰角砾岩中相当部分角砾组分为陆源细砂岩、凝灰质粉砂岩等沉积岩，说明这套火山岩是陆相喷发成因类型。-38- 这套火山岩为多次火山喷发形成的，共有12次喷发活动，岩性以以细火山灰玻屑凝灰岩为主，角砾岩为次，另外还有超浅成的次花岗斑岩、石英斑岩和层状流纹岩夹少量条纹斑状粗火山灰晶屑凝灰岩。沿大屿山周边发育有含火山砾岩屑粗火山灰晶屑凝灰岩和凝灰角砾岩夹粉砂岩。3.4.5脉岩区内岩脉发育，种类复杂，数量较大，岩脉绝大多数产于侵入体中，少数产于前第四系地层中。据岩脉岩性，可分为酸性、中性和基性三大类，以酸性岩为表3－4　　侵入岩地层表地质时代期地层代号岩　　　性年龄值（Ma）岩体产状中生代燕山侵入旋回晚白垩世K2燕山第五期γ含角闪石次花岗斑岩：灰白色及浅肉红色，自碎裂斑结构，基质为微晶质和显微晶质结构。74～90岩脉为主，小岩株为次早白垩世K2燕山第四期γ黑云母花岗岩：灰白－白色，似斑状结构和花岗结构为主，局部为似文象结构、交代结构。100～135小岩株晚侏罗世J3燕山第三期γ花岗岩：肉红色、带肉红色调的灰白色，风化面为灰白色，花岗结构和似斑状结构。黑云母二长花岗岩：带肉红色调的灰白色，风化后为棕褐色，似斑状结构，基质为花岗结构。146～155岩株、个别小岩株晚侏罗世J2燕山第二期γ石英二长闪长岩：深灰－灰黑色细中粒似斑状结构；含角闪石黑（二）云母花岗石，暗灰色、灰色及灰白色，基质具花岗结构的似斑状结构，无斑者为花岗结构。152～167岩株、小岩株主。岩脉包括：细粒花岗岩脉、细晶岩脉、伟晶岩脉、花岗斑岩脉，“条带状”花岗斑岩脉、石英斑岩脉、霏细钠长斑岩脉、闪长岩－闪长玢岩脉、黑云母二长闪长岩脉、辉绿岩－辉绿玢岩脉等。3.5区域地质构造3.5.1地质构造概况-38- 近场区主要位于莲花山断裂带西南段，为一晚古生代坳陷，印支运动褶皱隆起，燕山运动活动强烈，晚中生代、新生代沉积受断裂控制。珠江三角洲断陷盆地就是在该坳陷晚白垩纪－早第三纪红色盆地基础上北侧受近东向三水－罗浮山断裂控制，东、西两侧分别受北西向珠江口断裂带、西江断裂带控制发展形成的晚第四纪断陷盆地。早第三纪末的喜马拉雅运动第一幕，使珠江三角洲早期盆地成陆，遭受剥蚀，未接受晚第三纪沉积，晚第三纪末的喜山运动第二幕表现强烈的断块断裂和差异运动，盆地内早第三纪时期的隆起继续抬升，另一方面又产生新断陷，接受第四纪沉积。据14C和TL年代测定，主要为晚更新世中晚期以来沉积。陆缘前断坳带，是发育在陆架内侧的晚新生代盆地。近场区断裂构造发育，主要有北北东－北东向、北东东向、北西向和近东西向。北东东向和北西向断裂是区内断裂主体，北西向断裂是叠加在北东、北东东及近东西向断裂之上的较晚形成的断裂构造。3.5.2近场区主要断裂构造近场区内以北东东向、北西向断裂为主，次为北北东向和近东西向四组断裂，断裂活动以继承性为主，第四纪断裂较为少见(见图3-2)。陆区的断裂通过地质地貌调查，断层年代测定和探槽、剥土技术对主要断裂活动性进行了鉴定，此外对隐伏断裂或隐伏断裂段还进行了浅层地震和高密度电法探测。水域的隐伏断裂其断裂性状主要依据地球物理探测和勘探等方法或技术综合研究的结果。⑴北北东－北东向断裂该组断裂规模较小，形迹不突出，远逊于北东－北东东向断裂。主要有那州断裂(1)、东坑断裂(2)、新村断裂(3)、湾仔断裂(4)、月堂—高栏断裂(7)、木头冲—飞沙断裂(8)、田心断裂(9)计7条断裂，上述断裂区内长10-16km，倾向南东或北西，陡倾角，一般70°～80°，多为逆断层，破碎带内多见断层角砾岩，具碎裂结构，裂隙劈理、挤压片理发育，绿泥石化、糜棱化、叶腊石化和硅化十分强烈，并有石英脉充填。上述断裂中活动时代最新的为田心断裂，据田心西山脚下断点滑动面断层物质TL测年，最近一次强烈活动发生在10.21±0.91万年，活动时代为中更新世末或晚更新世初。⑵北东东向断裂为区内主要断裂，控制了区内的构造发展，对区内地貌也有明显控制作用。-38- 图3-2近场区地震构造图-38- 主要断裂有：五桂山南麓断裂（10）、联石湾－界涌断裂（11）平沙－山场断裂（12）、白莲洞－白藤山断裂（13）、九尾岭断裂（14）、马骝州断裂（15）、三灶断裂（16）、屯门断裂组（18～20）、莲塘断裂（21）、沙头角－贝澳湾断裂带（20～25）、麻雀岭－小榄断裂（22）、沙头角－深井断裂（22）、东涌－石壁断裂（24）、阴澳湾－贝澳湾断裂（25）、赤门海峡－荔枝角断裂（26）、东澳岛断裂（27）、大万山岛断裂（28）等。该方向断裂总体规模较大，一般在十几公里至数十公里，倾向北西或南东，多陡倾角，少数在50°左右，逆断层居多。该方向断裂多见岩脉入侵，岩脉有被错断迹象，反映岩浆多期侵入，岩石节理裂隙发育，挤压破碎明显，可见岩石强烈硅化、片理化、碎裂化现象，破碎带内，多见绿泥石化、绿云母化、糜棱化产物。在地表线性地貌显示清晰。TL测年，断裂活动最新测年数据为4.79±0.31万年，多为中或晚更新世活动断裂。⑶北西向和北西西向断裂区内北西向断裂主要分布于陆区及陆缘区，规模一般较大，北西西向断裂主要展布于海区。一般来说，它们形成较晚常将其它断裂右旋错断。主要断裂有：西江断裂带（29、30）、淇澳－桂山岛东支断裂（32）、白泥－沙湾断裂（33）、东涌－长沙海滩断裂（35）、流浮山－东博寮海峡断裂带（36）、山下村断裂（37）计7条断裂。该组断裂总体规模较大，一般为13-82km，走向北西20至40度，倾向多变，倾角陡立，为正断层，少数有多次活动的迹象，有的断层通过桥轴线，断裂活动时间多为晚更新世，全新世基本未见。该组断裂可见次生小断层，密集的北西向节理发育，常错断北东向节理和岩脉，在岩性上表现为岩芯破碎，碎裂岩化、糜棱化，可见角砾岩化构造带和破碎带。⑷近东西向断裂区内陆域近东西向断裂一般规模小，主要分布于珠江口西岸珠海地区的唐家－吉大一带和大横琴岛、三灶岛地区。东西向断裂活动时代大多在第四纪早期或前第四纪时期，少数最晚活动发生在中更新世晚期。主要有：外神前断裂（38）、深井坳断裂（41）、三灶运河断裂（42），该组断裂规模小，一般小于10km，倾向北，陡倾角，为逆断层。地貌上多表现为负地形。航卫片线性清晰。沿断裂面可见挤压破碎带，见角砾化碎裂岩和糜棱岩和岩脉贯入。-38- 3.6桥址区地质构造桥址周围5km的桥址区，主要发育活动断裂有北北东向、北东东向、北西向和近东西向共计16条断裂（图3-3）。断裂主要特征见表3-5。据根已有资料显示，上述断裂除淇澳――桂山东断裂(32)、白泥――沙湾断裂(33)活动分段显示以外，其它断裂在晚更新世以后未在活动。与桥轴线相交的断裂有马骝洲断裂(15)、三灶断裂(16)、淇澳岛—桂山岛东断裂(32)、白泥――沙湾断裂(33)、深屈—狮子头山断裂(34)、东涌—长沙海滩断裂(35)，其特征如下：●马骝州断裂（15）展布于马骝州水道南侧，向西经大门岛北缘至区外大襟岛以西，向东北延伸进入伶仃洋，区内长49km。总体走向北东60°，倾向北西，陡倾角。据资料至少有两次活动，前期为挤压兼有左旋，后期以正断层为主，兼有右旋特征。据滑动面断层物质TL测年，表明最晚一次活动发生在16.26±1.15万年。该断裂在伶仃洋水域段，港珠澳大桥ZK10钻孔处，受构造压应力作用，该孔岩芯较破碎，RQD为0，方向不一的碎裂纹切割岩石而具碎裂结构，部分碎裂纹被方解石和次生绿泥石脉充填，裂隙面附近长石多风化成土状，受力敏感的石英出现了较强的形变，普遍产生了异常波状消光，碎粒化等，地层岩性为混合花岗岩。据断层物质TL测年为23.2±1.6万年。上述表明，该断裂为一条中更新世活动断裂。●三灶断裂（16）展布于三灶岛的三灶、斜尾村至大、小横琴岛之间，向西入海延出区外，向东入伶仃洋至大屿山北，两边延伸入海，区内长60km。总体走向为北东60°，倾有玄武岩喷溢活动。我们在大、小横琴岛间沿堤坝一线进行了浅层人工地震和电法探测，结果表明，断层影响到上覆盖的晚更新世沉积物。伶仃洋水域段、据港珠澳大桥浅层地震揭示到该断裂，断错晚更新世中期砂砾层下部，其基岩顶面垂直断错e断点为4～5m，上断点埋深89m；c断点(见图-38- -38- 表3-5桥址区主要断裂活动特征一览表断裂方位断裂编号断裂名称区内长度(km)产状断裂性质最新活动时代与桥位线关系走向倾向倾角北北东向3湾仔断裂13NNESE80°右旋正断Q2相距3km4新村断裂12NNENW70°逆断Q25石花山断裂4NNENW65°～75°逆断Q1－2相距1.5km6氹仔岛断裂2NNESE60°正断Q2相距1km北东东向13白莲洞－白藤山断裂92NEENW50°～60°逆断/正断Q2,Q3相距4km15马骝州断裂32NEENW陡逆断Q2交角25°16三灶断裂35NEESE80°逆断Q3交角25°17五塘断裂＞4NEESE75°逆断Q2相距3.5km24东涌－石壁断裂30NEESE78°逆断Q3早期相距1.5km北西向31洋环西断裂＞2NWNE80°正断Q2相距4.5km32淇澳岛－桂山岛东断裂75NWNE/SW陡正断Q2,Q3,Q4近直交33白泥－沙湾断裂82NWNE/SW70°～80°正断Q2,Q3近直交34深屈－狮子头山断裂＞2.5NNWNE近直立正断Q2近直交35东涌－长沙海滩断裂＞5NNWNE近直立正断Q2近直交近东西向39胡湾断裂4近EWN60°逆断Q240吉大断裂6近EWN78°逆断前Q3-4)基岩顶面垂直断错为15～18m，上断点埋深52m；ZK9钻孔资料表明其岩性为混合花岗岩，岩芯呈柱状、碎块状，裂隙发育，裂隙面绿泥石化，薄片鉴定表明岩石曾受过构造压应力的影响。上述表明，三灶岛断裂最晚活动发生在晚更新世中晚期。向南东，倾角80°。该断裂多隐伏于第四系之下，仅在三灶岛斜尾村见出露宽达200多米的断层带。该地段岩石强烈硅化，片理化，碎裂化，见厚约0.5m的千枚岩和粉末状糜棱岩、细脉状硅质构造岩、片状碎裂岩相间排列，形成许多宽约0.9～4.3m不等的挤压破碎带，并有煌斑岩脉、石英脉贯入。主断-38- 面在公路一段通过。据断层糜棱岩TL测年，断裂最近一次活动发生在18.30±1.56万年。另据主断裂西北旁侧一小断层糜棱岩TL测定，断裂最后一次明显活动距今为5.19±4.41万年。在三灶岛东嘴金洋花园场地钻孔揭露出断层角砾岩，其中断层泥TL测年，断裂最后一次明显活动发生在3.23±0.2万年，在群星岛花园附近的ZK27孔还发现淇澳－桂山岛东断裂（32）图3-4港珠澳大桥浅层地震c断点时间剖面断裂展于淇澳岛及其以南至桂山岛以东水域中，再向南延伸，与担尾水道断裂西支相接，总体走向北东40°，区内长75km。该断裂可分南北两支，彼此呈左阶错列。而两支各自至少又由近于平行的两条断裂组成。北支淇澳岛断裂，又大致以北东东向白莲洞－白藤山断裂分为两段，北段在淇澳岛上沿断裂地貌上形成一北西向狭长形凹地。断裂向东南延入水域，据珠委浅层人工地震资料，在断裂部位出现基岩凹槽凹沟相对深达30m。覆盖在凹槽、凹沟上的第四系沉积物未见变动，判断为中更新世活动断裂。-38- 南段据港珠澳大桥浅层地震揭示，最新断错晚更新世中期砂砾层底部，其js断点基岩顶面垂直断距为5～8m，上断点埋深为108m；d1断点(见图3-5)基岩顶面垂直断距为3～4m，上断点埋深81m。此外，断裂东侧ZK3孔岩芯破碎，具碎裂结构，从岩石薄片看，岩石明显遭遇过强烈构造压应力作用(压性破坏)，擦痕清晰可见(见图3-6)，碎裂纹中被碾碎成粉末状物多已被次生绢云母充填，岩石中石英出现了压碎粒化，并出现了强烈的波状消光，证实了断裂的存在。图3-5港珠澳大桥浅层地震d1断点时间剖面图3-6钻孔岩芯中的擦痕(孔深97.5米)-38- 南支桂山岛东断裂，据港珠澳大桥浅层地震探测，在桥位段ar断点，最新断错晚更新世中期砂砾石层底部，垂直断距为3～4m，上断点埋深74m。在牛头岛东最新断到海底，并沿断裂有第四纪基性岩溢出。再南的担尾水道断裂段，最新断错中更新统上部，并控制晚更新世以来沉积，再向南顺断裂方向为一条沼气带。表明该断裂活动分段明显，桥位段为晚更新世中期，牛头岛－桂山岛东断裂段活动最新，为全新世。白泥－沙湾断裂（33）区内为该断裂中南段。北自利河河口向东南延入区内，穿过桥位线与大屿山大澳－大浪湾断裂相接，再向南进入南海，与担尾水道东支断裂相连，总体走向北东40°，区内长82km。区外北段，控制了古珠江的发育，沿断裂发育一条北西向第四纪沉降带。据断裂带方解脉TL测年，表明断裂距今5.09～7.13万年有过明资料，在淇澳岛和内伶仃岛间有基岩风化凹槽。凹槽比两侧深30m。在该凹显活动。区内断裂段，大致由三条断裂彼此左阶斜列而成，北段据珠委浅层人工地震资料，在淇澳岛和内伶仃岛间有基岩风化凹槽。凹槽比两侧深30m。在该凹槽下基底花岗岩中ZK25孔打到糜棱岩化花岗岩，证明断裂的存在。而断裂被覆盖的最大TL年龄为23530±1600年的晚更新世晚期堆积物未受扰动。中间断裂段，即大屿山北水域桥位段，港珠澳大桥浅层地震揭示，bj1断点(见图3-7)最新断错中更新图3-7港珠澳大桥浅层地震bj1断点时间剖面-38- 世中期地层，最上断点埋深51m，基岩顶面垂直断距最大为6～8m。此外，断裂西侧的ZK1孔岩芯破碎，微风化RQD为13%，碎裂岩化，碎裂岩滑动面断层物质TL测年为9.41±0.61万年。中段即陆域大澳－大浪湾断裂段，长4.5km，总体走向北北西，倾向北东，倾角70°～80°。断裂线性地貌明显，表现河谷、山垭口和海湾。在大澳宝珠潭带的中侏罗统大澳组砂岩中可见发育与断裂平行的一组密集节理带。牛过田西出露断点，发育在上侏罗统大屿山组晶屑凝灰岩中，为由密集的北北西向节理和北东向节理割切而成的角砾岩化构造带和破碎带，总宽4～5m。构造角砾直径为3～5cm。断层物质TL测年，为278700±23100年。向南，担尾水道段，浅层地震揭示，最新断错中更新统晚期地层，并控制晚更新世以来沉积。上述表明，该断裂活动分段也很明显。水域桥位段，为晚更新世中晚期，陆域大澳－大浪湾段为中更新世活动断裂。深屈－狮子头山断裂（34）展布于深屈湾－狮子头山一带，向北入伶仃洋，总体走向北北西，全长16km。该断裂由南北两支断裂组成，彼此呈右阶错列。北支水域段长13km。据港珠澳大桥浅层地震揭示，最新断错晚更新世中晚期地层，其基岩垂直断距为6～7m，上断点埋深26m。为晚更新世中晚期活动断裂。南支段长3km。深屈北沟内出露断点。断裂发育在上侏罗统大屿山组晶屑凝灰岩内，为北西25°一组密集节理带，倾角陡立，倾向多变。它与另外北东55°和北西60°两组节理切割，局部角砾岩化，并出现二次滑动面，表明有再次活动。据滑动面断层物质TL测年，为距今12.55±0.87万年，为中更新世晚期活动的断裂。东涌－长沙海滩断裂（35）北起东涌，南至长沙海滩，往两边入海，陆域段长5km。总体走向北北西。该断裂线性地貌清晰，为沟谷、山垭口和海湾地貌。沿断裂发育北北西向密集节理带和破碎带。在大屿山南长沙西医院边沟内见断点，为一组走向北西38°的密集节理带，节理陡立，单条宽2～20cm，有个别沿大节理出现小滑动面，滑面断层物质TL测年，为101000±8000年。在伯公坳可见宽30m的破碎带。为查明该断-38- 裂北部陆域隐伏段的展布位置和活动性，在石榴埔北进行了高密度电法探测，结果表明，断层之上覆盖的晚更新世晚期以来堆积物未受影响。断裂活动总体特征：北东东向断裂主要分布于氹仔岛两侧延伸至伶仃洋海域，北西向断裂主要位于大屿山及西侧海域，形成颇具规模的北西向断裂密集带，北西向断裂规模稍逊于北东向断裂，每条北西向断裂长度一般为数公里于数十公里。在地貌上往往形成负地形—海峡、沟谷，控制水系的发育。在现今构造应力场作用下，北西向断裂和北东东向断裂组成共轭断裂系统，即北西向断裂显示左旋压剪性，北东东向断裂具右旋张剪性特征，野外观察证明了这种性质，断裂附近岩石挤压破碎明显，可见擦痕，裂隙面有绿泥石化、绿云母化、糜棱化物质，岩性硅化、片理化、碎裂化发育，并可见次生绢云母。北东东向和北西向断裂都具有多次活动特征，尤其是北西向断裂，多次活动迹象明显，一般都有期煌斑岩、辉绿岩、方解石脉或石英脉侵入。断裂物质的热释光测年资料揭示，断裂最新活动年代为距今为3.23±0.2万年，即活动持续到晚更新世中晚期。3.7地震3.7.1新构造运动特征新构造运动时期，区内陆域以差异性断块活动和间歇性隆升为特征，并显示由内陆向滨海增强的趋势。海域珠江口盆地，在晚白垩纪－早渐新世为裂陷阶段，晚渐新世发生的南海运动，是盆地最强烈的一次构造运动。引起了盆地区域性的抬升、剥蚀、造成了区域的不整合，盆地由断陷、断坳向坳陷转化。早中新世以后，盆地进入整体沉降阶段。中新世末－晚中新世末发生的东沙运动，在珠江口盆地发生了断块升降，局部挤压褶皱隆起、剥蚀和频繁的断裂和岩浆活动。本区最直观的表现是强烈的垂直升降运动，以断裂、断块活动为基本特征。本区新构造运动具继承性和新生性，时间上具阶段性，空间上具有差异性，可概括如下三个基本特征：⑴大面积间歇性升降运动-38- 陆域山区新生代以来发生在大面积隆升，发育层状地貌，分布高程1000m，800～900m、700～750m、500～600m、400～450m、300～350m、200～250m和100～150m多级夷平面，高程为60～80m、25～40m、10～15m三级台地和四级河流阶地，沿海一带还发育多级海蚀遗迹。南海海域则发生了较强烈的沉降，在海岸带有风化壳、泥炭、腐木、新石器、贝丘被埋藏及溺谷海岸等。在大陆架发育三期水下三角洲和四级水下阶地，海域沉积物具多沉积旋回，多期堆积特点。上述表明，本区具有多次间歇性的升降运动。⑵断裂、断块活动的继承性、新生性区内断裂、断块运动不同程度的继承先存构造格局和活动方式，原来的断隆和断陷进一步得到发育。如莲花山断隆山地，早第三纪形成的最高一级夷平面已被抬升到海拔1000m，全新世形成的阶地5～10m。珠江口盆地，早第三纪的断陷在晚第三纪以来仍较凸起或隆起部位沉降幅度大。新生性，主要表现在新构造运动期间，产生了一些新的断裂和盆地，沿袭老断裂发展形成新的断裂。前者如西江断裂，后者如珠江三角洲盆地是一个主要受北西向断裂控制的新生晚第四纪断陷盆地。海域的珠江口盆地，在晚第三系－第四系沉积物中有许多小规模新断层形成。⑶断块运动的差异性和掀斜性区内北东－北东东向、近东西向和北西－北西西向断裂，它们互相交切和多次活动，导致被分割成许多规模不等的块体。由于断块的差异运动，陆域在大面积隆升背景上形成一系列断隆山地和断陷盆地。海域则在总的沉降背景上形成一系列凹隆结构，构成北东－北东东方向成条，北西向分块的构造格局。据山地夷平面和盆地沉积厚度资料，表明各断块升、降幅度有较大差异，并发生翘起和掀斜。如粤东沿海断块隆起，自西北向东南和由东北向南西掀斜。海域珠江口盆地，在断裂下降盘一侧形成掀斜的断陷，上升盘一侧形成翘起的断隆。3.7.2区域地震活动的空间分布特征⑴区域地震区、带的划分研究区域位于东南沿海地震带内(见图3-8)，东南沿海地震带为我国东部的强地震带。东南沿海地震带是一个相对狭长的地震发生带，它北起浙江南部，南至-38- 广东的雷琼和广西地区，大致与海岸线平行。东南沿海地震带地震活动性比我国东部的华北地震区要低，但地震主要局限于某些地区，其强震重复率高。据统计，东南沿海地震带。　　　　　　　图3-8地震带划分图自1067年以来总计发生Ms≥4级地震117次，其中Ms5～5.9级地震80次，Ms6～6.9级地震20次，Ms7～7.9级地震6次。该地震带地震活动受北东向活动断裂控制，形成若干北东向的地震条带。该地震带还存在另外一个比较明显的特征，即从沿海自东南方向向西北方向逐渐减，可以划分为内带和外带，外带地震活动强度远大于内带，Ms≥7级地震均发生在外带，内带没有Ms7级以上地震发生。⑵区域地震震中空间分布特征由于地震记录存在缺失现象，所收集到的地震主要分布在陆地一侧，海域内地震有漏记。陆上地震分布与活动断裂关系密切，大都在沿海岸线分布的断裂上。图3－9是区域历史强震震中分布图，区域右上方的震群为1962年3月19日广东河源6.1级地震及其前震、余震，经研究认为该地震是水库诱发导致的。虽然地震记录存在漏记，但Ms6级以上较大地震漏记的可能性不大，由《港珠澳大桥工程场地地震安全性评价专题研究报告》可知，该研究区内仅仅记录过2次Ms6级以上的地震，因此可以认为研究区域内的历史地震活动强度较低，频度亦较小。小震震中分布具有继承性，在强震发生过的地方小震密集，1969年阳江6.4级地震的震中附近小震密集成群；另外，小震震中与活动断裂分布的一致性较好。从区域地震震源深度分布特点看，区域中自1970年以来至今ML≥2.0级的地震数据，统计其震源深度分布情况。区域内ML≥2.0级的地震共有2879个，其中有地-38- 图3-9区域历史强震震中分布图震震源深度参数的地震有1327个，据统计结果看，80%以上的地震震源深度在6～15km范围内。因此，区域地震属于地壳中上层的浅源构造地震。有人认为：东南沿海历史强震深度在15～25km，并指出，近代强震深度一般比历史强震浅。另外根据比较可靠的一些小震结果(如1981年海丰震群，震源深度为4～7km)统计表明，东南沿海地震带的地震均属于发生于地壳内的浅震。这一结果与本文的研究结果是一致的。3.7.3区域地震活动的时间特征及未来活动趋势分析我国东南沿海地震带的地震活动在时间上具有明显的周期性，从序列分布来看(图3-10)，自1400年以来明显存在着两个活动周期，即1400—1710年为第一活动周期，1711年至今为第二活动周期的过程。第一活动周期的地震序列，明显展现了本带一个典型的完整周期过程，第二活动周期则尚未完结。对比两个活动周期的过程，考察其序列的时间分布和能量释放的情况得知：1600—1605年和1918—1921年分别为两个活动周期的高潮，即大释放阶段，两者相距的时间与完整的第一活动周期所经历的时间相当一致，大约为310—320年。目前，东南沿海地震带尚处于活动周期的剩余释放阶段。-38- 108×图3-10东南沿海地震带M—T图和应变能释放曲线现今东南沿海地震带的地震活动处于第二个活动周期中的剩余释放阶段，还要经过30年左右才能进入下一个活动周期的平静期。第二活动周期地震能量释放较分散，特别是1994年台湾海峡发生7.3级地震，1994年底至1995年1月北部湾发生6.1、6.2级地震，标志东南沿海地震带进入新的活跃期。但地震序列总的趋势呈现衰减状态不会改变。未来50年内地震活动恰处于剩余释放期和下一周期的平静期的开始，这意味着地震活动处于调整和能量积累阶段，即地震活动低潮期。因此，估计在未来100年内东南沿海地震带发生大于7级的地震的可能性较小，但发生6级左右的中强震的可能性存在。3.7.4近场区地震活动特征近场区范围内有一次历史地震发生，即1905年8月12日广东澳门外海中Ms5级地震，震中距场址的最小距离约为21km，对工程场地的影响烈度达到Ⅴ度，近场区内自1970年以来记录到ML2.0级以上地震20次，最大地震是1991年5月24日发生在N22.03°、E113.32°的ML3.5级地震，震中距场址的最小距离约为30km。说明近场区范围内地震活动较弱。图3－11是近场区现代地震分布图。-38- 图3-11近场区地震震中分布图3.7.5地震活动性评价⑴研究区域位于华南地震区的东南沿海地震带，该地震带地震活动受北东向活动断裂控制，形成若干北东向的地震条带。研究区域海域和陆地各占一半。共记载到Ms≥4.7中强地震27次，最大地震是1969年广东阳江6.4级。所记录到的地震大多位于陆地，海域内地震记录明显存在缺失。区域地震震源深度一般在6～15km，属于地壳中上层的浅源构造地震。⑵东南沿海地震带的地震活动在空间分布上，陆上地震分布与活动断裂关系密切，大都在沿海岸线分布的断裂上，因此可以认为研究区域内的历史地震活动强度较低，频度也较小；时间上具有明显的周期性，现今处于第二个活动周期中的剩余能量释放阶段，未来100年内发生大于7级地震的可能性较小，但存在发生6级左右中强地震的可能。⑶1970年以来近场范围内记录到20次ML2.0以上的地震。1905年广东澳门-38- 外海Ms5地震落在近场范围内，距场址21km。距场址最近的小震是1982年ML2.6级地震，发生在大桥的东端。⑷历史地震对工程场址的最大影响烈度达到Ⅴ度。有5次地震对工程场址造成了Ⅴ度影响，它们分别是1605年7月13日海南琼山721级地震、1905年8月12日广东澳门外海5级地震、1918年2月13日广东南澳东南海中7.3级地震、1931年9月21日南海西沙群岛北643级地震和1962年3月19日广东河源6.1级地震。⑸据《港珠澳大桥工程场地地震安全性评价专题研究报告》，桥址区场地地震基本烈度为Ⅶ度。，下一工作中也应重视。-38-'