黔东南浅变质碎屑岩区斜坡地质灾害发育模式
时间：2023-02-24 08:05:06 来源：千叶帆 本文已影响人
王康年，龙 炜，吴文刚，王 云，黄 烨，杨秋平
贵州省地质矿产勘查开发局一0一地质大队
贵州地层主要由沉积岩、浅变质沉积岩组成，火成岩和深变质岩很少[1]，是岩溶大省。其中新元古界青白口系（Pt31）弧后盆地相和裂槽滨浅海-盆地相以陆源碎屑沉积为主的浅变质沉积岩，出露面积20 861.8 km2，占全省国土面积的11.8%；
与下伏青白口系同为海相沉积且沉积连续的南华系（Pt32）地层，以碎屑岩为主的沉积岩大部分浅变质，出露面积3 224.4 km2，占全省国土面积的1.8%。新元古界青白口系、南华系浅变质沉积岩（按原岩沉积岩类划分，以下简称“浅变质碎屑岩”），是贵州境内出露的最老地层，二者出露面积共计24 086.2 km2，占全省国土面积的13.6%，主要集中出露在贵州东部的黔东南地区（见图1）。
图1 贵州浅变质碎屑岩分布示意图
黔东南境内青白口系（Pt31）、南华系（Pt32）浅变质碎屑岩地层出露面积20 313.5 km2，占全省国土面积的11.53%，占全州国土面积的66.96%，其出露面积占全省浅变质碎屑岩出露区面积的84.3%，是贵州名副其实的浅变质岩分布区。截至2018年，黔东南16县（市）共有地质灾害隐患1 520处，其中浅变质碎屑岩区地质灾害隐患875处，占全州地质灾害总数的57.6%，是黔东南地区地质灾害发育的主要区域。境内浅变质碎屑岩区地质灾害类型以滑坡为主，计816处，占总数的93.26%；
其次为崩塌和泥石流[2]。
黔东南浅变质碎屑岩区其大面积地层岩性单一，在降雨和人类工程活动等综合因素影响下，发育的地质灾害类型单一（斜坡类地质灾害），以小型规模浅层土质滑坡为主，具有隐蔽性强、边界特征不明显的特征，常成群、成带分布，危害性大。因此，综合研究该区斜坡类地质灾害发育分布规律、变形破坏机理，指导该区或类似地区地质灾害防治工作具有重要的意义。
1.1 地理位置及地形地貌
研究区位于贵州省东南部，下辖凯里市、台江县等16县（市），国土面积3.033 7 万km2。地理坐标E：107° 52′16″～109° 35′26″，N：25°18′34″～27°17′04″。
区内地处我国云贵高原（二级地势阶梯）向湘桂丘陵（三级地势阶梯）过渡斜坡地带，地势西高东低。山地纵横，峰峦连绵，沟壑遍布，总体上为低中山—丘陵地貌，属中等切割区。最高点位于中偏西部的雷公山，海拔高程2 179 m，系贵州境内第三高山；
最低点位于南东角黎平县地坪镇水口河出境处，海拔高程148 m，为贵州省海拔最低点；
境内相对高差2 031 m。
1.2 气象水文
研究区属中亚热带，冬潮湿夏季半湿润型季风气候区，四季分明。多年平均气温14.5～18.4 ℃，极端最高温39.2 ℃，极端最低温-10.4 ℃。多年平均降雨量1 247.4 mm，多年平均降雨量最大曾达2 290.7 mm，汛期为每年4—10月。
区内水系发达，河网稠密，有983条河流，多年平均年径流量192.1亿立方米。以清水江、舞阳河、都柳江为主干流，呈树枝状展布于各地。河流分属两大水系，苗岭以北的清水江、舞阳河属长江流域的沅江水系，流域面积占70.99%；
苗岭以南都柳江属珠江流域的柳江水系，流域面积占29.01%。
1.3 地层岩性
研究区境内地层出露震旦系至第四系、南华系及青白口系地层。其中，侏罗系-新近系地层为陆相碎屑沉积岩；
震旦系-三叠系下统地层以海相碳酸盐岩为主，夹海相碎屑岩；
南华系、青白口系地层以海相陆源碎屑岩为主，次为火山岩及火山碎屑岩，少量碳酸盐岩，二者为海相连续沉积，均不同程度浅变质，分布面积占全州国土面积的66.96%。
1.4 地质构造与地震
研究区构造位置主要处于榕江开阔复式构造变形区、黎平紧闭复式褶皱构造变形区（贵州五级构造分区）。构造形迹主要有褶皱、断层、劈理、韧性剪切带、平行不整合、角度不整合等。断裂构造以北北东向和北东向为主。
研究区地震动峰值加速度小于0.05 g，地震动反应谱特征周期0.35 s，地震烈度Ⅵ度，区域地壳稳定。
1.5 水文地质工程地质特征
研究对象南华系、青白口系浅变质碎屑岩及第四系土层，可划分为硬质岩类、软质岩类及松散岩类三大类型。
地下水类型包括基岩裂隙水和松散岩类孔隙水两大类。基岩裂隙水以风化裂隙、构造裂隙水为主，富水性较差，含水性不均一，动态变化大，排泄主要受岩性、构造、地貌控制，以线状排泄和面状排泄为主。
2.1 地质灾害现状
截至2018年12月，黔东南浅变质碎屑岩区发现地质灾害隐患875处，占全州地质灾害总数的57.6%，隐患类型以滑坡为主（见图2），计816处（包括发展趋势为滑坡的不稳定斜坡327处），占总数的93.26%，其次为崩塌、泥石流。
图2 研究区地质灾害类型
2.2 地质灾害发育分布规律
2.2.1 集中区域分布特征明显
研究区以滑坡为主要类型的地质灾害，主要集中分布在中部的雷山县（131处）、剑河县（98处），南部的榕江县（141处）、从江县（109处）和东部的锦屏县（75处）等地，在陡坡区、高海拔区集中分布特征明显（见图3）。
图3 研究区地质灾害分布与海拔高程关系示意图
2.2.2 呈带状分布特征明显
研究区地质灾害纵向上沿近南北向、北东向断裂构造呈带状密集分布（见图4），横向上沿清水江、都柳江两大河流沿岸呈带状密集分布。
图4 研究区地质灾害分布与断裂构造关系示意图
2.2.3 季节性频发特征明显
研究区滑坡、崩塌、泥石流地质灾害集中发生在每年主汛期4—8月，主要受强降雨、持续降雨影响所致。
2.2.4 发生规模小破坏性不大特征明显
研究区斜坡土层厚度通常小于5 m，斜坡上乔木植被根系发育在一定时段内具有固坡作用（提高土层的粘聚力），发生滑坡、崩塌、泥石流地质灾害规模小，所以破坏性相对小，造成群死群伤事件不多。
3.1 研究区斜坡变形破坏基本类型
贵州山区斜坡的变形、破坏模式，取决于斜坡岩土体结构类型，据划分[3]，黔东浅变质碎屑岩区斜坡类型主要有均质或似均质斜坡、基覆界面型斜坡和块状斜坡三种类型。而斜坡类地质灾害变形模式主要有三种基本类型，即蠕滑（滑移）式、拉裂式和倾倒式。受坡形和坡体结构特征影响，三种基本类型往往不是孤立存在，通常以组合形式存在，主要有土质或类土质斜坡蠕滑-拉裂型和岩质斜坡拉裂-倾倒型、滑移-拉裂型三种组合类型（见表1）。
表1 研究区岩土体结构类型与变形破坏模式
按照国内常用分类习惯，滑坡、崩塌是黔东南浅变质碎屑岩区斜坡破坏的基本类型，其中以滑坡（剪切破坏）为主，崩塌（拉断破坏）次之。
3.2 地质灾害主要发育模式
研究区斜坡在非正常的加速演化过程中，往往存在着控制其坡体稳定性的主控结构面或部位，最先破坏的结构面或部位，称之为弱结构面或弱面。根据典型地质灾害统计，研究区崩滑地质灾害主控因素（发育模式）主要为弱面控制型和复合型两种基本类型。
区内以弱面控制型和复合型为主要类型的两种典型崩滑地质灾害发育模式，与区内斜坡结构特征密切相关，初步建立了研究区4个子类型7种典型崩滑灾害形成机制示意图谱（见表2）。
表2 研究区崩滑地质灾害主要发育模式及形成机制示意图谱
通过研究[2]，黔东南浅变质碎屑岩区现状地质灾害以小型浅层土质滑坡为主，具有区域集中、带状集中分布和季节性频发的特点，建立了研究区两大类型4子类型发育模式7种典型崩滑地质灾害形成机制示意图谱，对指导研究区及类似区域地质灾害防治工作具有重要的指导意义。
研究区地质环境条件具有一定的特殊性、典型性和代表性，地质灾害发育分布规律也具有一定代表性。然而，研究区雨量充沛，自然陡斜坡植被发育，特别是高大乔木（古树）根系发达，百年屹立不倒，是当地的“保寨树”“风水树”，专家学者也逐渐意识到[4-8]，植物根系对斜坡岩土体的作用并不是简单的“根劈”破坏作用，在一定时间段内（数十年甚至数百年），起到提升岩土体粘聚力即提升斜坡岩土体稳定性的有利作用。显然，国内外对天然植被根系固坡（护坡）作用方面的理论和实践研究仍是空白，建议今后应加强这方面的研究。
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