王佳運(yùn), 張成航, 高 波, 馮 衛(wèi)
(1.國(guó)土資源部 黃土地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710054; 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 西安地質(zhì)調(diào)查中心, 西安 710054)
陜西省特大型滑坡空間分布規(guī)律與類型劃分
王佳運(yùn)1,2, 張成航1,2, 高 波1,2, 馮 衛(wèi)1,2
(1.國(guó)土資源部 黃土地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710054; 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 西安地質(zhì)調(diào)查中心, 西安 710054)
特大型滑坡空間分布規(guī)律及其類型劃分是研究其形成機(jī)理、致災(zāi)模式與風(fēng)險(xiǎn)減緩對(duì)策的重要基礎(chǔ)。通過(guò)遙感解譯、野外調(diào)查與解剖勘查等手段,查明陜西省特大型滑坡空間上具有明顯的分布規(guī)律:在地貌上主要分布于關(guān)中盆地黃土塬邊44處,其次是黃土梁峁、丘陵區(qū)22處,秦嶺北坡6處,漢中盆地中低山區(qū)6處;在構(gòu)造單元上分布于包括秦嶺北坡斷裂帶在內(nèi)的關(guān)中斷陷盆地72處,漢中斷陷盆地6處;在斜坡結(jié)構(gòu)類型上,主要分布于黃土+泥巖型斜坡41處,其次為黃土+基巖型斜坡11處、黃土+紅黏土型斜坡9處。特大型滑坡在空間分布上受活動(dòng)斷裂、地貌單元與斜坡結(jié)構(gòu)類型的控制,不同區(qū)域發(fā)育特大型滑坡類型不同,特大型滑坡類型劃分為寶雞黃土塬邊黃土—泥巖順層型、灞橋白鹿塬邊黃土—紅黏土逆層型、藍(lán)田橫嶺地區(qū)黃土—紅黏土接觸面型、關(guān)中盆地渭北地區(qū)黃土—基巖接觸面型、隴縣北部及韓城黃土梁峁區(qū)巖土混合型以及秦嶺北坡與陜南“勉略寧”地區(qū)的堆積層型、順向或塊狀巖質(zhì)型滑坡等。
特大型滑坡; 空間分布規(guī)律; 斜坡結(jié)構(gòu)類型; 類型劃分
根據(jù)滑坡崩塌泥石流災(zāi)害調(diào)查規(guī)范(1∶50 000),特大型滑坡是指規(guī)模在1 000萬(wàn)m3以上的滑坡?;律傻幕緱l件主要包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、坡體結(jié)構(gòu)以及水文地質(zhì)條件等,誘發(fā)因素主要包括雨水入滲、坡體開(kāi)挖及切坡、河流側(cè)蝕以及地震等[1]。陜西省地跨黃土高原、關(guān)中盆地與秦巴山區(qū)三大地貌單元,地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜,活動(dòng)斷裂發(fā)育,巖土體類型多樣,氣候分帶性明顯,且降雨集中,特大型滑坡比較發(fā)育[2]。特大型滑坡規(guī)模巨大,危害程度高,對(duì)居民住宅區(qū)、學(xué)校、廠礦企業(yè)、鐵路、公路等重要基礎(chǔ)設(shè)施與人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅。特大型滑坡的發(fā)育與頻繁的復(fù)活造成了巨大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。例如,1955年8月降雨誘發(fā)寶雞臥龍寺老滑坡復(fù)活,2 800余萬(wàn)立方米的滑坡將鐵路向南推移約230 m,造成隴海線中斷數(shù)日;1971年5月局部再次復(fù)活滑動(dòng),導(dǎo)致28人死亡[3];銅川市川口古老滑坡體于1971年開(kāi)始出現(xiàn)變形,后期多次出現(xiàn)復(fù)活滑動(dòng)跡象,1982年發(fā)生整體復(fù)活滑動(dòng),滑體方量約1 000萬(wàn)m3,滑體上大部分建筑物遭到嚴(yán)重破壞,包括7幢住宅樓被毀,并造成4名師生遇難,15名學(xué)生受傷[4]。
寶雞黃土塬邊古老滑坡連續(xù)密集發(fā)育,且特大型滑坡發(fā)育。寶雞—常興段四、三級(jí)階地完整存在即四、二級(jí)階地直接接觸的區(qū)段內(nèi),四級(jí)階地前緣沒(méi)有滑坡產(chǎn)生,三級(jí)階地缺失的四級(jí)階地前緣幾乎都有滑坡分布[5]。胡廣韜[6]提出了寶雞—常興黃土塬邊滑坡原因與因素的歷史轉(zhuǎn)化性,在塬邊的自然地形地質(zhì)條件下,降水下滲浸潤(rùn)、河水侵蝕等營(yíng)力因素的作用引發(fā)了滑坡。李濱等人[7]認(rèn)為寶雞渭河北岸滑坡主要誘發(fā)因素為新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、河流的側(cè)蝕、地層結(jié)構(gòu)、灌溉以及季節(jié)性凍融作用,其中地下水的作用是最主要誘發(fā)因素。辛鵬等人[8]從特大型滑坡發(fā)育的斜坡結(jié)構(gòu)方面提出了寶雞渭河北岸三門組砂礫石層與黏土滑動(dòng)帶的變形破壞是滑坡形成的主要原因。白鹿塬邊滑坡頻發(fā)、分布密集、規(guī)模大且特大型滑坡發(fā)育,危害嚴(yán)重,前人對(duì)其分布規(guī)律與形成因素進(jìn)行了分析、研究,認(rèn)為老滑坡集中產(chǎn)生于全新世早期,新滑坡形成于全新世晚期,其形成因素主要是新構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)、巖土結(jié)構(gòu)、降水入滲侵蝕、河流侵蝕及人類工程活動(dòng)等多重因素[9]。劉傳正[10]等通過(guò)對(duì)狄家坡滑坡的影響因素分析,認(rèn)為斷陷活動(dòng)和渭河的強(qiáng)烈下切侵蝕作用是滑坡形成的主要?jiǎng)恿?。王泰?shū)等[4]認(rèn)為地下水是川口滑坡形成的重要誘發(fā)因素。楊梅忠等[11]對(duì)韓城電廠滑坡的成因分析認(rèn)為,地下水與地表水運(yùn)移是滑坡運(yùn)動(dòng)的條件,地下煤層開(kāi)采和工程削坡是滑坡的誘發(fā)因素。以上大量的研究工作主要基于工程建設(shè)和防治滑坡的需要,針對(duì)部分特大型滑坡發(fā)育區(qū)段與特大型滑坡點(diǎn)進(jìn)行了分布規(guī)律或形成因素的分析、研究,但尚未有人以陜西省作為研究區(qū),對(duì)特大型滑坡分布規(guī)律與形成因素進(jìn)行整體分析與研究。本文擬在對(duì)陜西省特大型滑坡調(diào)查的基礎(chǔ)上,從地貌、構(gòu)造、斜坡結(jié)構(gòu)等方面分析陜西省特大型滑坡的分布規(guī)律,并劃分特大型滑坡類型,分析不同區(qū)域不同類型特大型滑坡的形成因素及其主控誘發(fā)因素,以期為特大型滑坡的機(jī)理研究與防治提供參考依據(jù)。
陜西省位于我國(guó)內(nèi)陸腹地,處于我國(guó)第二級(jí)地形階梯之上,地勢(shì)南北高,中部低,由西向東傾斜,地貌類型多樣,按區(qū)域地質(zhì)環(huán)境的差異性自北而南可分為:陜北沙漠高原、陜北黃土高原、關(guān)中盆地和秦巴山地四個(gè)地貌區(qū)[2]。陜北沙漠高原地形平坦,流水、重力作用不顯著,溝壑不發(fā)育;陜北黃土高原歷地形破碎,溝壑發(fā)育,水土流失嚴(yán)重;關(guān)中盆地為新生代斷陷盆地,渭河橫貫東西,盆地兩側(cè)地形向渭河傾斜,由山前洪積平原、黃土臺(tái)塬、沖積平原呈階梯狀分布;陜南秦巴山地以中低山地貌為主體,山高林立,盆地散布其中,漢江谷地貫穿于秦嶺、巴山之間。
區(qū)內(nèi)巖體類型分為八個(gè)巖組,侵入巖巖組廣泛分布于秦巴山區(qū)及隴山地區(qū),具塊狀構(gòu)造,巖體風(fēng)化嚴(yán)重,斜坡穩(wěn)定性差;噴出巖巖組主要分布于洛南、商南及隴山等地,巖性復(fù)雜,以塊狀結(jié)構(gòu)為主,巖石致密堅(jiān)硬;碎屑巖巖組主要分布于陜北地區(qū),以砂巖、頁(yè)巖、泥巖為主夾煤層,易風(fēng)化,遇水軟化,抗剪強(qiáng)度降低;碳酸鹽巖巖組集中分布關(guān)中渭北、洛南及米倉(cāng)山等地,多呈中厚厚層狀構(gòu)造,致密堅(jiān)硬;混合巖、片麻巖巖組主要分布于秦嶺主脊及北坡,巖性復(fù)雜,巖石普遍經(jīng)歷混合巖化,力學(xué)強(qiáng)度高;片巖、板巖、千枚巖巖組廣布于秦嶺地區(qū),巖石較堅(jiān)硬,斜坡穩(wěn)定性差;石英巖巖組與大理巖巖組分布較少。土體分為五類,卵礫類土、砂類土、黃土類土主要分布于關(guān)中及陜北地區(qū),粘性土、膨脹土主要分布于陜南漢中、安康等山間盆地,陜北及關(guān)中地區(qū)零星出露。
氣候可明顯分為三個(gè)帶,即陜北溫—暖溫帶半干旱氣候帶,多年平均氣溫7~12℃,降水量300~500 mm;關(guān)中暖溫帶半濕潤(rùn)氣候帶,多年平均氣溫12~14℃,降水量550~700 mm;陜南涼亞熱帶濕潤(rùn)氣候帶,多年平均氣溫14~16℃,降水量800~1 000 mm;全區(qū)多年平均降水量為340~1 240 mm,具南多北少、西多東少的特點(diǎn),降雨主要集中在6—9月份;陜南7—8月多暴雨、大暴雨,9—10月多連陰雨,秦嶺北麓、大巴山西段等地是區(qū)內(nèi)暴雨的主要分布區(qū)[12]。
陜西省北部為陜北高原拱起地塊,新構(gòu)造所形成大的活動(dòng)斷裂不明顯,褶皺斷裂不發(fā)育;中部渭河地塹為新生代斷陷盆地,新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,渭河斷裂、秦嶺北側(cè)山前大斷裂等活動(dòng)性斷裂發(fā)育,地震活動(dòng)頻繁,區(qū)域穩(wěn)定性差;南部為秦巴斷塊隆起,多深大斷裂,如略陽(yáng)—洋縣斷裂、陽(yáng)平關(guān)—勉縣斷裂等,且具長(zhǎng)期活動(dòng)性,因差異性升降運(yùn)動(dòng)形成漢中等斷陷盆地,溝谷深切,地形破碎,動(dòng)力地質(zhì)作用強(qiáng)烈。
陜西省特大型滑坡的分布受區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件控制作用顯著,尤其是地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造與斜坡結(jié)構(gòu)類型等因素的控制作用比較明顯,陜西省特大型滑坡在空間分布上呈現(xiàn)較強(qiáng)的規(guī)律性。
2.1 不同地貌單元上的分布
不同的地貌單元其地形條件不同,導(dǎo)致特大型滑坡分布發(fā)育的程度具有明顯的差異性,見(jiàn)圖1。
圖1 不同地貌單元特大型滑坡分布數(shù)量
陜北沙漠高原地形平坦,不具備發(fā)育特大型滑坡的勢(shì)能條件;陜北黃土高原溝壑密布,地形破碎,滑坡規(guī)模與滑動(dòng)空間有限,發(fā)育中小型滑坡,有大型滑坡發(fā)育,但特大型滑坡不發(fā)育;關(guān)中盆地沖洪積平原區(qū)與黃土臺(tái)塬地形平坦,同樣也不具備發(fā)育特大型滑坡的勢(shì)能條件。關(guān)中盆地黃土塬邊與梁峁丘陵區(qū)特大型滑坡比較發(fā)育,這是由于黃土塬邊區(qū)斜坡地形高差大、坡度陡,面向開(kāi)闊河谷,特大型滑坡分布比較集中,發(fā)育44處,以寶雞黃土塬邊特大型滑坡分布尤為集中;地形比較平緩、滑動(dòng)空間開(kāi)闊的黃土梁峁、丘陵區(qū)發(fā)育22處特大型滑坡;秦嶺北坡地形高陡,俯瞰渭河河谷,具有高勢(shì)能與良好的滑動(dòng)空間條件,發(fā)育6處特大型滑坡;陜南秦巴山區(qū)整體上溝谷深切發(fā)育,地形破碎,滑動(dòng)空間有限,特大型滑坡不易發(fā)育,漢中盆地西部“勉略寧”地區(qū)則由于地形相對(duì)平緩,河谷比較開(kāi)闊,滑坡滑動(dòng)空間相對(duì)較大,發(fā)育6處特大型滑坡。
整體上,陜北沙漠高原與陜北黃土高原特大型滑坡不發(fā)育,關(guān)中盆地黃土塬邊、梁峁丘陵區(qū)特大型滑坡相對(duì)集中發(fā)育,秦嶺北坡與“勉略寧”地區(qū)有零星分布。
2.2 不同構(gòu)造單元上的分布
活動(dòng)斷裂控制特大型滑坡發(fā)育的地形地貌與斜坡結(jié)構(gòu)等,進(jìn)而控制特大型滑坡的發(fā)育與分布,同時(shí),活動(dòng)斷裂也是地震的高發(fā)區(qū)帶,為特大型滑坡的發(fā)育提供動(dòng)力條件,因而特大型滑坡的發(fā)育分布受活動(dòng)斷裂控制明顯。
陜北沙漠高原與陜北黃土高原地臺(tái)穩(wěn)定,活動(dòng)斷裂不發(fā)育,特大型滑坡亦不發(fā)育。關(guān)中斷陷盆地地殼活動(dòng)十分強(qiáng)烈,活動(dòng)斷裂十分發(fā)育,沿活動(dòng)斷裂形成寶雞—潼關(guān)、隴縣—寶雞等多條地震帶[13],造成區(qū)內(nèi)尤其是活動(dòng)斷裂分布的黃土塬邊與秦嶺北坡差異升降運(yùn)動(dòng)明顯,地形高差大,區(qū)內(nèi)特大型滑坡沿活動(dòng)斷裂發(fā)育,分布特大型滑坡72處。陜南秦巴山區(qū)隆升強(qiáng)烈,但活動(dòng)斷裂主要分布于漢中、西鄉(xiāng)等斷陷盆地周緣,斷裂活動(dòng)明顯,差異升降運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,溝谷深切,地形破碎,動(dòng)力地質(zhì)作用強(qiáng)烈,在有略陽(yáng)—勉縣、陽(yáng)平關(guān)—勉縣兩條斷裂發(fā)育的“勉略寧”地區(qū),特大型滑坡較為集中發(fā)育,分布特大型滑坡6處(圖2)。
圖2 不同構(gòu)造單元特大型滑坡分布數(shù)量
2.3 不同結(jié)構(gòu)類型斜坡上的分布
斜坡結(jié)構(gòu)類型不僅控制特大型滑坡的物質(zhì)成分與滑坡類型,同時(shí),控制著特大型滑坡發(fā)育的破壞面或滑動(dòng)面,因此,特大型滑坡的發(fā)育分布受斜坡結(jié)構(gòu)類型的控制。發(fā)育特大型滑坡的斜坡結(jié)構(gòu)類型有黃土+紅黏土型斜坡、黃土+泥巖型斜坡、黃土+基巖型斜坡、黃土+砂泥巖互層型斜坡、堆積層+基巖型斜坡、順向塊狀巖質(zhì)斜坡、塊狀巖質(zhì)斜坡等,以黃土+泥巖型斜坡特大型滑坡最為發(fā)育,分布特大型滑坡41處,其次為黃土+基巖型與黃土+紅黏土型斜坡,分布特大型滑坡11處、9處(圖3)。
圖3 不同結(jié)構(gòu)類型的斜坡發(fā)育特大型滑坡數(shù)量
國(guó)外滑坡分類有30余種,分為兩類:一類為成因分類,一類為性質(zhì)分類,重要的分類標(biāo)志有組成滑體巖土成因和結(jié)構(gòu),滑體的厚度和完整性,滑體的形態(tài)和稠度,滑坡的年代和穩(wěn)定性,滑坡的力學(xué)性質(zhì),滑坡的成因和規(guī)模,滑動(dòng)的性質(zhì)和方式,滑動(dòng)的速度,滑動(dòng)的特征和出口位置,滑坡與構(gòu)造的關(guān)系等;劃分區(qū)域單元,以地質(zhì)或工程地質(zhì)為基礎(chǔ)完成區(qū)域滑坡分類,然后再綜合分類的滑坡分類方式已成為國(guó)外滑坡分類的四大趨勢(shì)之一[1]。國(guó)內(nèi)滑坡分類則在國(guó)外滑坡分類的基礎(chǔ)上,根據(jù)不同的目的按照物質(zhì)成分、形成原因、年代、滑動(dòng)速度、滑體厚度、力學(xué)性質(zhì)及主滑面成因等進(jìn)行劃分。
陜西省特大型滑坡分布區(qū)域的地貌單元不同,分布的斜坡結(jié)構(gòu)類型亦不同,地貌單元、斜坡結(jié)構(gòu)類型決定了滑坡的破壞模式、物質(zhì)類型、滑動(dòng)面結(jié)構(gòu)與位置,從而決定了不同區(qū)域發(fā)育特大型滑坡的類型不同。針對(duì)不同區(qū)域不同類型特大型滑坡采取的風(fēng)險(xiǎn)減緩對(duì)策不同,結(jié)合陜西省特大型滑坡發(fā)育的區(qū)域、地貌類型與斜坡結(jié)構(gòu)類型對(duì)特大型滑坡進(jìn)行類型劃分,即采用行政區(qū)域+地貌類型+滑動(dòng)面結(jié)構(gòu)/斜坡結(jié)構(gòu)的綜合類型劃分方式(表1)。
表1 不同區(qū)域分布的特大型滑坡類型
3.1 寶雞黃土塬邊黃土—泥巖順層型滑坡
主要分布在寶雞市渭河北岸黃土塬邊斜坡地帶,地形高陡,高差100~300 m,斜坡坡度為30°~50°,坡腳毗鄰渭河及其支流金陵河、硤石河以及長(zhǎng)壽溝等河谷區(qū),地勢(shì)開(kāi)闊,地形平坦,具有高滑動(dòng)勢(shì)能與開(kāi)闊的滑動(dòng)空間;區(qū)內(nèi)斜坡結(jié)構(gòu)類型為黃土+泥巖,泥巖為易滑地層,構(gòu)成特大型滑坡的滑床與潛在滑動(dòng)面。同時(shí),區(qū)內(nèi)地下水由北部山區(qū)向塬邊徑流、排泄,造成地下水位較高且活動(dòng)強(qiáng)烈,下伏泥巖遇水強(qiáng)度降低并形成坡體潛在滑動(dòng)帶,導(dǎo)致斜坡穩(wěn)定性下降甚至失穩(wěn)、破壞。
新生代以來(lái)青藏高原強(qiáng)烈隆升,秦嶺在晚更新世抬升速率進(jìn)一步增強(qiáng),全新世秦嶺隆升尤為強(qiáng)烈,導(dǎo)致渭河不斷向北遷移,加劇了河水對(duì)渭河北岸的侵蝕,同時(shí),晚更新世早期與全新世初期,氣候趨向溫暖,降雨量增大[14-18]。河水侵蝕造成斜坡坡腳的破壞與整體穩(wěn)定性的降低,降雨入滲則增加坡體容重,侵蝕軟弱結(jié)構(gòu)面,引發(fā)滑坡失穩(wěn)滑動(dòng)。
3.2 灞橋白鹿塬邊黃土—紅黏土逆層型滑坡
受驪山隆起影響,白鹿塬不斷抬升,灞河持續(xù)下切、側(cè)蝕,造成白鹿塬邊地形高陡,斜坡高差在300~370 m,坡度在35°~40°,前部為灞河河谷區(qū),地形開(kāi)闊、平坦,為特大型滑坡的形成提供了巨大的滑動(dòng)勢(shì)能與充分的滑動(dòng)空間條件;同時(shí),造成下伏新近系地層出露于地表,并略呈反傾產(chǎn)狀,上部覆蓋百余米厚的更新世黃土,形成黃土+紅黏土的易滑斜坡結(jié)構(gòu)類型,為滑坡提供了滑體物質(zhì)來(lái)源與潛在滑動(dòng)面。
灞河的不斷侵蝕,一方面形成塬邊高陡地形,另一方面,引起坡腳不斷垮塌,導(dǎo)致應(yīng)力集中程度不斷增加,斜坡穩(wěn)定性不斷下降。同時(shí),在老滑坡發(fā)育的全新世早期,渭河盆地氣候濕潤(rùn),降雨量大,雨水的入滲、侵蝕作用造成斜坡體內(nèi)地下水位急劇上升,增加了坡體容重,斜坡下滑力增加。巖土體尤其是下伏的新近系紅黏土抗剪強(qiáng)度降低,誘發(fā)斜坡失穩(wěn)滑動(dòng);老滑坡的復(fù)活、滑動(dòng)以及新滑坡的形成則主要由于塬區(qū)灌溉引發(fā)地下水位抬升以及坡腳人工開(kāi)挖、切坡引發(fā)。
3.3 關(guān)中盆地渭北地區(qū)黃土—基巖接觸面滑坡
主要分布于關(guān)中盆地渭河北部黃土梁峁地區(qū)。區(qū)內(nèi)受河水強(qiáng)烈侵蝕影響,地形高差相對(duì)較大,坡度陡峭,面向河谷且呈前部臨空條件良好,具有良好的滑坡滑動(dòng)勢(shì)能與空間條件。區(qū)內(nèi)斜坡主體巖性為黃土,下伏侏羅系、石炭系砂巖、砂泥巖互層,產(chǎn)狀近水平或順坡向發(fā)育,構(gòu)成黃土+基巖易滑斜坡結(jié)構(gòu)類型。受河水強(qiáng)烈側(cè)蝕影響,坡腳不斷垮塌,造成斜坡前部臨空面不斷加大,導(dǎo)致應(yīng)力不斷集中;同時(shí),由于滲透差異性影響,入滲的雨水及地下水在黃土—基巖接觸面附近富集,造成巖土體強(qiáng)度降低,導(dǎo)致斜坡在自身重力作用下沿黃土—基巖接觸面向臨空方向發(fā)生變形、破壞,誘發(fā)滑坡失穩(wěn)滑動(dòng)。后期滑坡復(fù)活滑動(dòng)主要是由于灌溉、切坡與開(kāi)挖以及建筑加載等人類工程活動(dòng)因素誘發(fā)。
3.4 隴縣北部及韓城黃土梁峁區(qū)巖土混合型滑坡
主要分布于寶雞市隴縣北部及渭南市韓城黃土梁峁區(qū)。區(qū)內(nèi)地處黃土高原與關(guān)中盆地過(guò)渡區(qū)域,以相對(duì)低緩的梁峁地形為主,地形相對(duì)開(kāi)闊,具有良好的滑動(dòng)空間條件與一定的滑動(dòng)勢(shì)能;斜坡巖性上覆數(shù)米到數(shù)十米厚度不等的黃土,下伏白堊系、二疊系等砂泥巖互層或夾煤層,受單斜構(gòu)造的影響,巖層整體呈順層狀,或與斜坡呈小角度斜交。由于泥巖、煤層等水敏性較強(qiáng),遇水飽和強(qiáng)度降低,易發(fā)生蠕滑變形,形成黃土+砂泥巖互層易滑斜坡結(jié)構(gòu)類型;同時(shí),區(qū)內(nèi)地下水活動(dòng)強(qiáng)烈,多處有泉水出露,造成下伏易滑地層飽水,抗剪強(qiáng)度降低,產(chǎn)生剪切蠕滑變形。
由于區(qū)內(nèi)地形相對(duì)低緩、開(kāi)闊,滑動(dòng)勢(shì)能尚不足以形成特大型滑坡,須借助外動(dòng)力條件產(chǎn)生啟動(dòng)力。隴縣位于我國(guó)南北地震帶的北段,縣境西北與地震活動(dòng)異常強(qiáng)烈的西(吉)、海(原)、固(原)地區(qū)接壤,同時(shí),位于關(guān)中盆地地震多發(fā)的隴寶地震帶上[13];受1920年海原大地震影響,隴縣北部寺嘴、李家下等一帶的斜坡整體出現(xiàn)拉裂、滑動(dòng)[19-20],導(dǎo)致大規(guī)模的黃土與下伏基巖同時(shí)滑動(dòng)破壞的巖土混合滑坡,后期在降雨影響下,多次發(fā)生復(fù)活滑動(dòng)。韓城黃土梁峁區(qū)以韓城電廠巖土混合滑坡為代表,受區(qū)內(nèi)地下水強(qiáng)烈活動(dòng)影響,下伏易滑地層發(fā)生剪切蠕滑變形,造成煤礦采空區(qū)冒落、塌陷,加上坡腳切坡、開(kāi)挖形成高陡臨空面,引發(fā)斜坡發(fā)生黃土與下伏基巖的整體性滑動(dòng)變形。
3.5 秦嶺北坡堆積層型滑坡與順向或塊狀巖質(zhì)型巖質(zhì)滑坡(山崩)
沿秦嶺北坡山前斷裂帶零星分布。受構(gòu)造活動(dòng)影響,關(guān)中斷陷盆地下沉,秦嶺隆升,造成秦嶺北坡山前斷裂帶沿線山高谷深,地形高差大,具有良好的特大型滑坡滑動(dòng)空間條件與滑動(dòng)勢(shì)能條件;山體在不斷上升的過(guò)程中,受到強(qiáng)烈風(fēng)化與重力剝蝕,斜坡表部產(chǎn)生大量殘坡積堆積物,形成堆積層+基巖結(jié)構(gòu)類型斜坡,同時(shí),提供了滑體物質(zhì)來(lái)源;巖體由于構(gòu)造活動(dòng)的影響,構(gòu)造節(jié)理發(fā)育,導(dǎo)致巖體破碎,同時(shí),順坡向節(jié)理面等結(jié)構(gòu)面比較發(fā)育,尤其是在渭南市以東的秦嶺北坡山前區(qū)域?yàn)槠閹r分布區(qū),片麻理與構(gòu)造節(jié)理順坡發(fā)育,為巖質(zhì)滑坡提供了潛在破壞面。由于秦嶺北坡是陜西省暴雨的主要分布區(qū)之一,多暴雨、大暴雨及連陰雨,充沛的雨水造成堆積層滑坡區(qū)地下水位較高,常有泉水溢出,地下水活動(dòng)強(qiáng)烈,導(dǎo)致堆積層斜坡體穩(wěn)定性較差;暴雨、連陰雨會(huì)造成地下水位快速抬升,堆積層斜坡體內(nèi)動(dòng)水壓力增加,同時(shí),巖土體抗剪強(qiáng)度降低,導(dǎo)致斜坡體下滑力增加,抗滑力下降,引發(fā)斜坡失穩(wěn)、滑動(dòng)。周至邱家梁特大型滑坡即為降雨引發(fā)的堆積層滑坡。暴雨、連陰雨一方面會(huì)造成巖體抗剪強(qiáng)度的降低,另一方面在順坡向發(fā)育的片麻理、構(gòu)造節(jié)理中形成空隙水壓力,產(chǎn)生巨大的水平推力與浮托力,觸發(fā)巖體斜坡產(chǎn)生滑動(dòng)[12]。此外,由于秦嶺北坡山前活動(dòng)大斷裂的分布,該區(qū)域處于寶雞—潼關(guān)地震帶上,地震活躍,強(qiáng)度大、頻度高[13],地震成為區(qū)內(nèi)特大型滑坡發(fā)育的一個(gè)重要誘發(fā)因素,如西安翠華山山崩為公元前780年岐山地震誘發(fā)[21-22]。
3.6 陜南“勉略寧”堆積層滑坡與順向或塊狀巖質(zhì)型巖質(zhì)滑坡
分布于陜南秦巴山區(qū)的勉縣—略陽(yáng)—寧強(qiáng)地區(qū),以堆積層和巖質(zhì)滑坡為發(fā)育類型。區(qū)內(nèi)為中低山地貌,溝深壁陡,溝谷切深400~1 200 m,地形相對(duì)開(kāi)闊,具有較好的滑動(dòng)空間條件與較大的滑動(dòng)勢(shì)能;巖性以片巖、板巖、千枚巖、頁(yè)巖及花崗巖為主,部分地段為砂巖、砂質(zhì)泥巖互層,區(qū)內(nèi)分布有略陽(yáng)—洋縣、陽(yáng)平關(guān)—勉縣兩條活動(dòng)斷裂在勉縣境內(nèi)相交,導(dǎo)致巖體構(gòu)造節(jié)理發(fā)育,風(fēng)化破碎,一方面形成坡殘積物,為堆積層滑坡提供滑體物質(zhì)來(lái)源,另一方面,造成斜坡巖層如千枚巖、砂泥巖互層等順坡發(fā)育,形成斜坡體內(nèi)的軟弱夾層或易滑地層,為滑坡的發(fā)育提供潛在破壞面,此外,造成花崗巖等塊狀結(jié)構(gòu)的巖體構(gòu)造節(jié)理發(fā)育,尤其是順坡向節(jié)理發(fā)育,形成楔形體滑動(dòng),因此,由于巖性與結(jié)構(gòu)面的發(fā)育控制作用,形成了殘坡積層斜坡發(fā)育的堆積層型滑坡以及順向巖質(zhì)斜坡與塊狀體巖質(zhì)斜坡發(fā)育的巖質(zhì)滑坡。區(qū)內(nèi)氣候濕潤(rùn),雨水充沛,地下水活動(dòng)強(qiáng)烈,造成巖土體尤其是片巖、千枚巖、泥巖等軟弱巖層抗剪強(qiáng)度降低,同時(shí),在殘坡積層內(nèi)形成動(dòng)、靜水壓力增加坡體的下滑力,在巖質(zhì)斜坡內(nèi)形成空隙水壓力,產(chǎn)生水平推力與浮托力,形成滑坡滑動(dòng)的啟動(dòng)力。連陰雨夾暴雨是區(qū)內(nèi)觸發(fā)滑坡形成的主要降雨形式,尤其是長(zhǎng)歷時(shí)降雨后突降暴雨會(huì)引發(fā)山體地下水位快速抬升,造成巖土體含水量與自重的快速增加,導(dǎo)致巖土體抗剪強(qiáng)度降低,同時(shí)斜坡體內(nèi)動(dòng)水壓力、巖體內(nèi)空隙水壓力的急劇增加,造成坡體下滑力增大,最終導(dǎo)致山體大規(guī)?;?。
(1) 陜北沙漠高原與陜北黃土高原特大型滑坡不發(fā)育,主要集中分布于關(guān)中盆地黃土塬邊與黃土梁峁區(qū),秦嶺北坡與陜南“勉略寧”中低山區(qū)有少量分布;渭河斷陷盆地特大型滑坡呈集中發(fā)育,在秦嶺北坡斷裂帶與漢中斷陷盆地西部較集中發(fā)育;特大型滑坡在黃土+泥巖型斜坡中最為發(fā)育,其次為黃土+基巖型斜坡、黃土+紅黏土型斜坡。
(2) 特大型滑坡形成的主要控制因素為強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)、高陡地形、易滑斜坡結(jié)構(gòu)及地下水的活動(dòng)等,主要誘發(fā)因素為河流侵蝕、降雨、地震以及采礦活動(dòng)等。
(3) 陜西省特大型滑坡類型劃分為寶雞黃土塬邊黃土—泥巖順層型、灞橋白鹿塬邊黃土—紅黏土逆層型、藍(lán)田橫嶺地區(qū)黃土—紅黏土接觸面型、關(guān)中盆地渭北地區(qū)黃土—基巖接觸面型、隴縣北部及韓城黃土梁峁區(qū)巖土混合型、秦嶺北坡與陜南“勉略寧”地區(qū)的堆積層型、順向或塊狀巖質(zhì)型滑坡等。
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SpatialDistributionandTypeClassificationofSuperLargeLandslidesinShaanxiProvince
WANG Jiayun1,2, ZHANG Chenghang1,2, GAO Bo1,2, FENG Wei1,2
(1.KeyLaboratoryforGeo-hazardsinLoessarea,MLR,Xi′an710054,China;2.Xi′anCenterofGeologicalSurvey,CGS,Xian710054,China)
The spatial distribution and type classification of super large landslides can provide the basis for research on the formation mechanism, disaster-causing mode and risk mitigation strategy of super large landslides in Shaanxi Province. For seeking the spatial distribution regular and reasonable type classification of super large landslides in Shaanxi province, the statistics and analysis for the number and distribution according to physiognomy, tectonic unit and structure type of slopes were made based on remote sensing interpretation, field survey and investigation. The statistics result indicates that according to the physiognomy, 44 super large landslides are along the margin of loess tablelands, 22 ones lie in the loess hill ridge areas, 6 ones are locate in the north of Qinling Mountains, and 6 ones scatter in the mountain areas with middle and low heights in the west of Hanzhong sinking basin;on the basis of the tectonic units, 72 ones lie in the Guanzhong sinking basin including the northern Qinling fault belt, where the active faults develop, and 6 ones are in the Hanzhong sinking basin; in the light of the structure types of slopes, 41 ones develop in the slopes with structure of loess-mudstone, as well as 11 ones in the slopes with structure of loess-bedrock and 9 ones in the slopes with structure of loess-red clay. It proves that the spatial distribution regular of super large landslides in Shaanxi Province was controlled by the active faults, physiognomy and the structure types of slopes; and that the types of super large landslides are different with distribution areas, so the types of super large landslides in Shaanxi were classified into six ones, including bedding landslide with loess-mudstone along the margin of Baoji loess tableland, inversion layer landslide with loess-red clay along the margin of Bailuyuan loess tableland in Baqiao, and interface landslide with loess-red clay.
super-large landslide; spatial distribution regular; slope structure type; type classification
2016-02-17
:2016-04-05
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“陜西省特大型滑坡調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)”(1212010814027),“呂梁山區(qū)城鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查”(DD20160276)
王佳運(yùn)(1978—),男,河南鎮(zhèn)平縣人,碩士,高級(jí)工程師,主要從事地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與研究工作。E-mail:wjy311_2000@sohu.com
P642.22
:A
:1005-3409(2017)02-0359-06