第二篇　软岩工程特性

第一章　白垩系、第三系地层生成环境

第一节　白垩系地层生成环境

早白垩世初，宁夏南部六盘山地区下陷，形成内陆坳陷盆地，末期地壳又全面抬升，缺失了晚白垩世沉积。

六盘山盆地范围包括大罗山—云雾山以西、香山—南华山以东及南部固原米缸山一带，呈近南北向展布。

六盘山盆地形成的初期（三桥期）盆地内地势差异较大，气候干旱炎热，以山麓相沉积为主。和尚铺期逐渐发展为河流浅湖相沉积，沉积中心大致在和尚铺、李洼峡一带。气候由干热逐渐向温湿转变。李家洼期则为湖湘沉积。马东山早、中期以浅—深湖相沉积为主，沉降中心北移至马东山一带，而沉积中心南移至泾源县沙南一带，晚期变为干热为主。乃家河早、中期以浅—深湖相沉积为主，晚期地壳抬升，湖水变浅并过渡为咸化湖泊。

从早白垩世早期到晚期，沉积物由粗到细，沉积物颜色由紫红—紫与蓝灰交替—以紫色为主，沉积环境由氧化—还原—氧化，气候由干热—干热与温暖交替—干热为主，沉积相由山麓—河湖相—湖相。晚期曾一度为咸化湖泊，局部沉积薄层灰质白云岩及石膏层。这些反映了六盘山盆地的形成、发展到结束，构成一个完整的沉积旋回。

一般红色、棕红色岩石代表当时为氧化环境，绿色代表弱氧化环境，浅灰、灰色代表弱还原环境，灰黑色、黑色代表封闭还原环境。六盘山盆地下白垩统颜色从三桥组到乃家河组经历了两个从棕红色到灰黑色的旋回，反映出两个水进水退的沉积旋回。

王会明、陆彦俊的《宁夏海原南华山地区白垩系乃家河组的孢粉组合特征及时代古植被、古气候探讨》中，早白垩世晚期六盘山—南华山地区的植物是以克拉梭粉的母体植物掌鳞杉为主的针叶林，林下覆盖着苏铁、麻黄和海金砂植物。这些裸蕨植物表明，当时本区气候干旱炎热，乃家河组盛产的石膏是旱热背景下的产物。

工程区位于六盘山盆地的东南边缘区，隧洞穿过的地层主要为白垩系马东山组和乃家河组。六盘山盆地在早白垩世马东山组、乃家河组沉积时期发育多个沉积中心，其中固原凹陷为沉积中心之一。

马东山组岩性为蓝灰色—灰黄色泥岩、泥灰岩夹鲕状灰岩，局部夹砂岩，上部夹薄层石膏。泥岩具微波层理或水平层理，产植物、双壳类化石，为水动力作用弱的浅湖—深湖环境沉积；泥灰岩为深—半深湖环境沉积；鲕状灰岩代表水动力作用较强，为温湿气候下的浅—深湖沉积，晚期曾一度咸化，沉积了薄层石膏；砂岩则多为水动力条件复杂的滨湖相沉积物。

乃家河组岩性为灰绿、紫红色泥岩、泥灰岩，上部夹薄层石膏。泥岩具微波层理，产植物化石碎片，泥灰岩产介形虫、鱼类、浮游生物化石，为水动力作用弱的浅—深湖环境；晚期地壳逐步抬升、湖水变浅并过渡为咸化湖泊，沉积了薄层石膏。

隧洞工程穿过马东山组和乃家河组，岩性以泥岩为主，夹泥灰岩，形成环境属浅—深湖相。其中泥岩呈泥晶泥状结构，颗粒细小，其黏土矿物平均含量约占60%，其次为方解石，占35%，石英碎屑及褐铁矿少量。泥灰岩则以方解石为主，其次为黏土矿物。泥灰岩与泥岩渐变过渡，交替出现。上述岩石多为泥质结构，随黏土矿物增加，强度有逐渐降低趋势，由较软岩渐变为极软岩。