西秦嶺大橋金礦H1滑坡發(fā)育特征及變形破壞模式分析

朱利輝

（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000）

大橋金礦地處甘肅省隴南市西和縣，距縣城約50公里，本次研究的大橋金礦H1為位于縣城南側(cè)，該金礦是近些年來(lái)在西秦嶺發(fā)現(xiàn)金礦的一種新的類型[1]。本文旨在大橋金礦的H1號(hào)滑坡的特征及變形破壞模式進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)礦區(qū)建設(shè)和開采的工藝選擇具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 自然地理概況

大橋金礦H1滑坡處于甘肅省隴南市西和縣，滑坡位于西和縣城西側(cè)，漾水河左岸，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，氣候溫和濕潤(rùn)，近年來(lái)多年平均均氣溫8.5℃。最高33.6℃，最低-24.5℃，無(wú)霜期分布不均勻?yàn)?50-212天，近年來(lái)年平均降水量548.2mm，6-10月份降水量占全年降水量的76%，6-8月占51.42%。年降水量最高為761.7mm，最低為312.6mm。多年平均蒸發(fā)量1362mm，干燥度為2.14。研究區(qū)山體斜坡無(wú)地表流水，表面多為降雨后經(jīng)過(guò)常年沖刷而形成的較深的沖溝。根據(jù)野外勘查，H1滑坡主要威脅大橋金礦的主礦區(qū)及配套設(shè)施，威脅資產(chǎn)至少為5億元。

2 地質(zhì)與環(huán)境條件

2.1 地形及地貌

大橋金礦H1滑坡地處西和縣城南，高程1533m～1586m之間，坡度16°～34°，H1號(hào)滑坡位于著名的西山滑坡體前緣南側(cè)，上部地形起伏較小，下部為大橋金礦礦區(qū)。依地貌特征以及滑坡的成因類型可將H1滑坡劃入構(gòu)造低中山侵蝕地貌單元。

2.2 地層與巖性

研究區(qū)出露的地層主要有新近系和第四系，巖性由老到新為：

新近系（N2）：構(gòu)成巖性為砂質(zhì)泥巖、淺灰綠色泥巖夾砂礫巖，推測(cè)該套地層形成環(huán)境應(yīng)屬內(nèi)陸湖盆沉積，

第四系（Q）：分為風(fēng)積黃土以及堆積物。

風(fēng)積黃土（Q3eol）：呈厚層狀分布在滑坡體周圍，形似棉被。

堆積物（Q4del）：為滑坡滑動(dòng)形成的堆積物，滑坡體被其掩蓋，淺綠色，主要由黃褐色黃土狀土及少量淺綠色泥巖碎屑組成，厚度大概6m～12m不等。

2.3 構(gòu)造、地震

西和縣大地構(gòu)造位置處于秦嶺中部構(gòu)造帶間的新生代的凹陷盆地的南部，根據(jù)地震區(qū)域劃分資料，西和縣位于寧夏—龍門山地震亞（代）區(qū)，依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，西和縣縣域地震烈度為Ⅷ度，地震加速度為0.35g[2]。

2.4 巖體及土體工程條件

根據(jù)研究區(qū)巖體和土體類型以及其工程地質(zhì)特性可劃分為兩個(gè)類型：

2.4.1 土體類型及特征

砂礫石及粘性土雙層土體：具分層雙結(jié)構(gòu)，厚度為6—15m。上部產(chǎn)出粘性土及粉土，承載力值90—95kPa；下部產(chǎn)出為砂礫及卵石，分選性一般，磨圓度較好，為圓及次圓形。

黃土狀粉土：淺黃色，為黃土狀粉土，呈塊狀，具微層理構(gòu)造，較為干燥、松散，裂隙較為發(fā)育。屬于弱濕陷性黃土。

2.4.2 巖體類型及特征

中、厚層軟弱泥巖、砂巖巖組（N）：巖性為泥巖：形成時(shí)代為新近紀(jì)上統(tǒng)，顏色為淺青灰色，原巖質(zhì)地較軟弱，干后形成較為堅(jiān)硬的塊狀結(jié)構(gòu)物，遇水容易崩解、軟化。主要物理學(xué)及力學(xué)指標(biāo)：干容重19-23kN/m3，干抗壓強(qiáng)度12MPa，軟化系數(shù)0.53-0.79，內(nèi)聚力為57kPa，摩擦系數(shù)為0.45-0.63。為較為不良的工程地質(zhì)巖性組。

2.5 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水的賦存條件結(jié)合本區(qū)特征可將地下水劃分為：松散巖類孔隙水以及碎屑巖類孔隙裂隙水。研究區(qū)水文地質(zhì)條件受地層、巖性以及降水條件等因素控制，具有不明顯的弱承壓性質(zhì)。地下水的補(bǔ)給類型主要為降水補(bǔ)給，根據(jù)滑坡前緣水井調(diào)查以及訪問(wèn)，地下水與降水的關(guān)系較為密切，在滑坡前緣地下水埋深一般為8m～16m，滑坡后緣埋深大于10m，且處于滑面之上，對(duì)滑坡的整體以及局部穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。

2.6 人類工程活動(dòng)

研究區(qū)人類工程活動(dòng)較為強(qiáng)烈，局部削坡建房形成高陡邊坡形成的高陡不穩(wěn)定斜坡，對(duì)坡體下大橋礦區(qū)形成極大的威脅。

3 滑坡發(fā)育特征

3.1 滑坡平面形態(tài)特征

H1滑坡平面形態(tài)呈不規(guī)則長(zhǎng)條形，滑坡長(zhǎng)80m，平均寬220m，滑體厚18m～23m，坡腳標(biāo)高1555m，后緣標(biāo)高1595m，相對(duì)高差40m，體積約32×94m3，滑體與地面平均坡度19°，主滑面方向89°。

3.2 滑坡變形特征

該滑坡性質(zhì)為中厚層堆積層滑坡，側(cè)面變形不明顯，滑坡的后緣及前緣變形較為明顯，剪出口距坡腳約38m。

滑坡前緣：沿滑坡前緣分布有一條高10m～15m斜坡，滑坡剪出口距離斜坡坡腳約40m。據(jù)調(diào)查，該滑坡目前處于蠕滑變形階段。

滑坡后緣：地形總體呈較為平緩的狀態(tài)，呈曲線展布，坡體后緣見一高約11m的陡坎，局部可見小規(guī)?；F(xiàn)象，陡坎后緣土體垂直節(jié)理裂隙發(fā)育[2]。

3.3 滑坡的物質(zhì)組成及滑帶（面）特征

3.3.1 物質(zhì)組成

滑坡體物質(zhì)來(lái)源較復(fù)雜，主要為山體的崩滑堆積的物質(zhì)。頂部主要為黃土狀土，其中還有少量碎石土，底部為泥巖以及黃土狀粉土的混合層。

3.3.2 滑帶特征

滑坡滑面為泥巖與黃土覆蓋層的接觸面?；瑒?dòng)面受原巖巖面控制較為明顯，中下部偏緩，上部較陡，整體呈彎曲的折線狀。H1號(hào)滑坡主滑面位于滑動(dòng)擾動(dòng)泥巖與泥巖的接觸部位，滑坡前緣反翹角2°～4°，滑面傾角13°～15°，滑面埋深在20m～23m之間，滑動(dòng)的地層明顯可以反映出數(shù)次滑動(dòng)的劃痕，在局部可見明顯的泥巖的擦痕[2]。

3.3.3 滑床特征

滑床巖性主要為新近系泥巖：遇水容易崩解以致軟化，巖石呈灰綠色，形成不透水但含水的頂頂部界面，上覆堆積層在合適的坡度條件具備的情況下，在自重等因素作用下，易發(fā)生漸變的滑動(dòng)現(xiàn)象，滑坡范圍內(nèi)泥巖產(chǎn)狀為45°∠15°。坡體內(nèi)泥巖頂面呈臺(tái)階式順坡向分布，堆積厚度偏大處（自身重力作用大）易形成滑坡?；裁嫔系哪鄮r顏色為淺灰綠色，呈層狀構(gòu)造，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，屬于較軟巖性的一種，遇水極為容易軟化從而發(fā)生大面積的崩解作用，工程地質(zhì)特性極差從而導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度較低。

4 滑坡變形破壞模式

H1滑坡為大型深層黃土-泥巖順層滑坡。具有多期次和分塊性。

中上部主滑帶是沿滑動(dòng)斷面內(nèi)在地質(zhì)上已有的或者相對(duì)于滑床及滑體較破碎或軟弱及含水量較高的滑帶為依附介質(zhì)而發(fā)育生成。在滑帶部位，由于受到地下水等多個(gè)因素綜合作用，由于自身重力作用下所受應(yīng)力大于主滑帶抗剪強(qiáng)度從而發(fā)生蠕動(dòng)的情況，在頂部推力作用下，先自身擠壓緊實(shí)，而后余下滑力作用于前緣的抗滑段。但總體來(lái)自后緣的推力大于滑坡前緣的牽引力，所以該滑坡仍屬于推移式深層變形滑坡[2]。

滑坡靠近前部斜坡地段，產(chǎn)狀為近似直立分布，從而形成的高差較大，滑破體物質(zhì)組成上是以黃土狀土以及受到巨大動(dòng)能擾動(dòng)后的泥巖為主，滑床巖性為淺灰綠色的質(zhì)地較軟弱的泥巖，滑坡前部邊緣臨空面較大，即大橋金礦H1滑坡是以淺灰綠色的質(zhì)地較為軟弱的泥巖為主的軟弱帶。在上部推力作用下以及滑帶地表水逐漸浸濕作用下，漸近破壞而形成貫通出口?；碌暮缶売捎谠馐軄?lái)自滑坡中部（自身重力作用而形成的）推力的影響，前部受斜坡牽引作用力對(duì)滑塌產(chǎn)生了一定的影響，故大橋金礦H1滑坡應(yīng)屬于復(fù)合變形，變形破壞主要方式應(yīng)以牽引式的滑塌作用為主。但H1號(hào)滑坡主要來(lái)自后緣的推力大于滑坡前緣的牽引力，因此，H1號(hào)滑坡以推移式的蠕滑變形為特征。

該滑坡一旦啟動(dòng)滑動(dòng)機(jī)制，滑動(dòng)作用開始時(shí)其應(yīng)該為平移式滑動(dòng)，由于受到滑坡體自重作用和平移式滑動(dòng)作用，滑坡后緣形成較深的溝槽[3]。前段滑動(dòng)后，后段由于失去支撐作用力從而有可能繼續(xù)滑動(dòng)，大橋金礦H1號(hào)坡體有多個(gè)較為軟弱巖層，從而能形成朵兒滑動(dòng)面，從而我們可以得出結(jié)論，即大橋金礦H1滑坡具牽引式發(fā)展趨勢(shì)，為形成多層次的滑坡滑動(dòng)作用提供了極大的可能。從而當(dāng)構(gòu)成滑坡巖石（泥巖為主）順層且軟弱的層位于臨空面坡腳以下時(shí)，或者說(shuō)該軟弱層位未被構(gòu)造或者其他因素切斷裸露于H1坡面以上時(shí)，斜坡在由于自身重力和牽引力形成的較大的推力下，可造成大橋金礦H1號(hào)滑坡較為薄弱的巖層（軟弱的泥巖層）破壞，滑坡的坡腳附近由于受到被動(dòng)應(yīng)力作用而形成了剪出口。

5 結(jié)束語(yǔ)

大橋金礦是近年來(lái)西秦嶺發(fā)現(xiàn)的新型大型金礦，本文以其H1滑坡為研究對(duì)象，從自然地理概況、地質(zhì)環(huán)境條件等方面入手，詳細(xì)分析了滑坡的發(fā)育特征，總結(jié)了滑坡的變形破壞模式。對(duì)大橋金礦礦區(qū)建設(shè)具有一定的參考意義。