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      蓮花山斷裂帶汕尾段韌性剪切帶淺層滑塌特征與成因機(jī)制

      2023-02-24 09:14:00王賢能賴安鋒
      熱帶地理 2023年1期
      關(guān)鍵詞:淺層斜坡風(fēng)化

      王 平,王賢能,賴安鋒

      (深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司,廣東 深圳 518057)

      深汕特別合作區(qū)(以下簡稱“深汕區(qū)”)位于廣東省汕尾市海豐縣西部,處于蓮花山斷裂帶的東束大埔—海豐斷裂束中。該斷裂束分布有白云—南椏韌性剪切帶、鲘門韌性剪切帶(莊文明 等,2003)。

      在深汕區(qū)2021年野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)自然斜坡表面有大量的淺層滑塌,確定了淺層滑塌2 001 處,韌性剪切帶內(nèi)(以下簡稱“帶內(nèi)”)淺層滑塌數(shù)量達(dá)到1 614處,分布十分密集,往往成群、成組出現(xiàn)。這些滑塌單體規(guī)模小、厚度薄,影響范圍有限,滑塌區(qū)多位于山體中上部,距城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)距離較遠(yuǎn),因此以往工作對這些現(xiàn)象未做系統(tǒng)研究。

      韌性剪切帶又稱韌性斷層,是巖石在塑性狀態(tài)下遭受剪切作用而形成的狹長強(qiáng)烈應(yīng)變帶(李忠泉等,2010)。國內(nèi)關(guān)于蓮花山韌性剪切帶的研究主要集中于地質(zhì)特征、形成時(shí)代、變形機(jī)制(邱元禧等,1991;鄒和平 等,2000;李文輝 等,2021)和找礦前景(汪禮明 等,2018;張文高 等,2020),而韌性剪切帶地質(zhì)災(zāi)害和巖體變形破壞方面的研究較少,主要涉及地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性初步分析(伍學(xué)恒 等,2013)、工程邊坡變形與穩(wěn)定(陸泌鋒 等,2019,2020;王浪 等,2019;王運(yùn)生 等,2022)、隧道圍巖質(zhì)量(王建鵬,2013)等。國內(nèi)外對淺層滑塌的研究成果較多,如呂佼佼等(2021)基于Web of Science 數(shù)據(jù)庫檢索到1999-2019 年淺層滑坡論文1 240 篇,近年的研究成果涉及到淺層滑塌的特征、成因機(jī)制、穩(wěn)定性分析、地質(zhì)災(zāi)害鏈等各個(gè)方面(李俊 等,2018;Zhang et al., 2020;成玉祥 等,2021;馮文凱 等,2022)。國內(nèi)關(guān)于蓮花山韌性剪切帶基礎(chǔ)地質(zhì)與礦產(chǎn)地質(zhì)方面的研究成果豐碩,但在該韌性剪切帶巖土體變形破壞方面較為缺乏。國內(nèi)其他韌性剪切帶有少量巖土體變形破壞方面的研究,主要是針對某一個(gè)具體的工程項(xiàng)目的點(diǎn)狀分析,還沒有面域性的成果,研究程度不高。

      本研究在前人資料基礎(chǔ)上實(shí)地調(diào)查圈定深汕區(qū)韌性剪切帶的分布范圍,通過地面調(diào)查、高分辨率衛(wèi)星影像解譯、無人機(jī)航拍識別深汕區(qū)韌性剪切帶內(nèi)的淺層滑塌,利用基于GIS技術(shù)的信息量法分析淺層滑塌的分布規(guī)律,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、勘探、氣象等資料揭示韌性剪切帶與淺層滑塌的關(guān)系、滑塌的成因機(jī)制,探討淺層滑塌的發(fā)展變化趨勢。以期為深汕區(qū)下一步地質(zhì)災(zāi)害防治和城鎮(zhèn)規(guī)劃奠定基礎(chǔ)和提供依據(jù)。

      1 研究方法

      本研究是在地面調(diào)查和遙感解譯的基礎(chǔ)上,廣泛收集區(qū)域地質(zhì)、氣象、勘察報(bào)告、水土保持等方面的資料進(jìn)行綜合分析。

      1.1 遙感解譯

      遙感數(shù)據(jù)主要為有機(jī)載LiDAR DEM 數(shù)據(jù)(分辨率2.0 m)、高景一號全色衛(wèi)星影像(分辨率0.5 m,影像時(shí)間2020 年8 月),利用91 衛(wèi)圖助手調(diào)用2000年以來的歷史衛(wèi)星影像做對比分析。前期通過現(xiàn)場踏勘與初步解譯,取得淺層滑塌的解譯標(biāo)志,再通過目視解譯圈出滑塌體的范圍。

      1.2 地面調(diào)查

      地面調(diào)查主要開展以下工作:1)通過調(diào)查點(diǎn)與調(diào)查路線,確定韌性剪切帶的范圍,進(jìn)行變形程度分區(qū);2)驗(yàn)證遙感解譯圈定的滑塌體范圍,去仿存真,修正解譯成果,調(diào)查滑塌體的厚度與體積、物質(zhì)成分與滑面特征;3)調(diào)查韌性剪切帶和周邊的巖土體特征,斷層、片理、節(jié)理等結(jié)構(gòu)面的情況;4)訪問結(jié)合歷史衛(wèi)星影像,確定滑塌發(fā)生的時(shí)間。

      1.3 收集資料

      收集的關(guān)鍵資料有:正式的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告與圖件;韌性剪切帶方面的論文與著述;研究區(qū)內(nèi)一些工程勘察報(bào)告;從氣象局獲取的2011—2020年鲘門站日降雨量資料;主要臺風(fēng)的基本資料。

      1.4 信息量法

      地質(zhì)災(zāi)害的形成受多種因素影響,信息量模型可反映一定地質(zhì)環(huán)境下最易致災(zāi)因素及其細(xì)分區(qū)間的組合,因此采用信息量法(張鐘遠(yuǎn) 等,2022)分析帶內(nèi)淺層滑塌的分布條件。具體通過特定評價(jià)單元內(nèi)某種因素作用下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率與區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率的相比較來實(shí)現(xiàn)。對應(yīng)某種因素特定狀態(tài)下的地質(zhì)災(zāi)害信息量公式可表示為:

      式中:IAj→B為對應(yīng)因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)下地質(zhì)災(zāi)害B發(fā)生的信息量;Nj為對應(yīng)因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)下地質(zhì)災(zāi)害分布的單元數(shù);N為調(diào)查區(qū)已知有地質(zhì)災(zāi)害分布的單元總數(shù);Sj為因素A、j(或區(qū)間)分布的單元數(shù);S為調(diào)查區(qū)單元總數(shù)。

      當(dāng)IAj→B>0 時(shí),表明對應(yīng)因素A、j條件(或區(qū)間)下,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生傾向的信息量較大,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性較大;當(dāng)IAj→B<0時(shí),表明因素A、j狀態(tài)(或區(qū)間)條件下,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生傾向的信息量小,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性小。

      2 地質(zhì)環(huán)境

      2.1 區(qū)域構(gòu)造背景

      蓮花山斷裂帶(圖1)是政和—大埔深大斷裂的西南段,是廣東省東北—中南部最為宏大的陸地構(gòu)造,具有明顯多期活動的特征,是重要的二級構(gòu)造單元分界線(張文高 等,2020)。斷裂帶由強(qiáng)大的斷裂束、動熱變質(zhì)帶、韌性剪切帶及與之相伴隨的復(fù)式褶皺帶等組成,總體呈北東40°—50°展布。大小共百余條斷裂集中于2個(gè)強(qiáng)大而密集的平行斷裂帶,北西一側(cè)為五華—深圳斷裂束,南東一側(cè)稱之為大埔—海豐斷裂束(莊文明 等,2003),后者由湯湖、牛頭山、梅隴等斷裂及白云—南椏韌性剪切帶、鲘門韌性剪切帶、梅隴—鲘門動熱變質(zhì)帶組成。

      圖1 廣東省蓮花山斷裂帶區(qū)域地質(zhì)Fig.1 Geological map of Lianhuashan fault zone, Guangdong Province

      2.2 韌性剪切帶

      深汕區(qū)南北兩側(cè)各有1條大型韌性剪切帶通過,走向NE 與蓮花山斷裂帶走向一致,產(chǎn)生于低壓—低或中溫的變形環(huán)境(莊文明 等,2003)。本區(qū)韌性剪切帶表現(xiàn)為帶狀構(gòu)造變形,內(nèi)部很難找到1個(gè)具劃分性意義的斷層標(biāo)志面,只有當(dāng)變形帶中出現(xiàn)高應(yīng)變的糜棱巖、千糜巖帶時(shí),才能確定變形中心或主界面的存在,本區(qū)的韌性剪切帶是受多期活動影響所形成的脆—韌性變形帶(李靜榮 等,2021),帶中有脆性斷層疊加。

      深汕區(qū)南側(cè)為鲘門韌性剪切帶(圖2、3),從鲘門—小漠穿越整個(gè)深汕區(qū)南部,深汕區(qū)內(nèi)長度約19 km,波及寬約9 km??傮w走向北東50°,傾向南東,傾角30°~50°。沿剪切帶巖石變形十分強(qiáng)烈,卷入的地層、巖石主要有侏羅系沉積巖和火山巖。強(qiáng)烈的剪切應(yīng)變形成一套在橫向上,縱向上都具有遞進(jìn)變形的千糜巖(糜棱巖)帶、千糜巖化帶及弱千糜巖化帶。根據(jù)調(diào)查將韌性剪切帶大致分為強(qiáng)烈變形區(qū)、中等變形區(qū)與弱變形區(qū)(圖4),強(qiáng)烈變形區(qū)的巖性主要為糜棱巖與千糜巖(圖5-a、b),中等—弱變形區(qū)巖石還部分保持有原巖的性質(zhì),主要巖性有千糜巖、構(gòu)造片巖、片理化(千糜化)巖等。帶內(nèi)巖石露頭的揉皺、撓曲現(xiàn)象較發(fā)育,礦物變形十分明顯,石英重結(jié)晶形成微顆粒、石英碎斑和石英單晶條帶,長石常見被拉長、拉斷呈定向結(jié)構(gòu)(圖5-c),碎裂變形較為明顯,云母常呈膝折和扭曲。該帶的微構(gòu)造十分發(fā)育,其中尤以葉理、線理、流劈理及礦物的旋轉(zhuǎn)、無根石英脈和小褶皺(圖5-d、e)最發(fā)育。

      圖2 深汕特別合作區(qū)韌性剪切帶及淺層滑塌分布略圖Fig.2 Distribution sketch of Ductile shear zone and topsoil slip in Shanwei specialcooperation zone in Shenzhen

      圖4 鲘門韌性剪切帶變形程度分區(qū)Fig.4 Partition of Deformation Degree in Humen Ductile Shear Zone

      圖5 鲘門韌性剪切帶變形中心帶典型巖石特征Fig.5 Typical rock characteristics of deformation center in Houmen Ductile shear zone

      深汕區(qū)北側(cè)為白云—南椏韌性剪切帶(圖2),從大安—湯湖—婆髻頂橫穿深汕區(qū),波及寬約1~3 km。走向北東60°~80°,傾向南東,傾角55°~75°。深汕區(qū)內(nèi)為變形相對輕微段,主要為片理化(千糜化)巖、初糜巖等。

      對比2條韌性剪切帶,鲘門韌性剪切帶寬度大,連續(xù)性好,褶曲、揉皺現(xiàn)象十分強(qiáng)烈,白云—南椏韌性剪切帶寬度較窄,連續(xù)性較差。從圖2、4看,鲘門韌性剪切帶變形程度高,淺層滑塌點(diǎn)密度明顯比白云—南椏韌性剪切帶高,說明區(qū)內(nèi)淺層滑塌的發(fā)育與韌性變形程度有關(guān)聯(lián)。

      2.3 工程地質(zhì)條件

      2.3.1 巖土體性質(zhì) 深汕區(qū)韌性剪切帶巖體的結(jié)構(gòu)面從宏觀到局部尺度分別有斷裂、片理、節(jié)理裂隙3 類。斷裂以北東走向最為發(fā)育,其次為北西向(圖2、4)。北東向斷裂延伸長度大,影響寬度大,和韌性剪切帶一起構(gòu)成了宏偉的北東向構(gòu)造帶。白云—南椏韌性剪切帶分布有白云—南椏斷層組,走向NE60°~75°,傾向SE,傾角50°~80°,斷裂帶寬數(shù)十米至數(shù)百米,普遍分布有硅化帶。硅化巖性質(zhì)堅(jiān)硬,難以風(fēng)化,在微地貌上常表現(xiàn)為異常突起,其兩側(cè)影響帶風(fēng)化較嚴(yán)重,易產(chǎn)生淺層破壞。鲘門韌性剪切帶加持有梅隴斷裂組,走向NE50°~60°,傾向以SE為主,傾角60°~75°不等,發(fā)育寬數(shù)米—數(shù)十米的斷裂破碎帶,破碎帶內(nèi)發(fā)育有構(gòu)造透鏡體、斷層泥、硅化帶、斷層角礫巖,同時(shí)沿?cái)嗔褞в写罅康拿}體充填。梅隴斷裂帶斷層密集,巖體破碎、軟硬不均,對斜坡穩(wěn)定性有明顯的影響。北西向斷裂規(guī)模相對較小,對斜坡穩(wěn)定性的影響相對較小。

      圖3 鲘門韌性剪切帶地質(zhì)剖面圖(A-A')Fig.3 Houmen Ductile shear zone geological profile(A-A')

      韌性剪切帶的巖體普遍片理化,片理優(yōu)勢走向NE—E40°~90°,以傾向SE—S 居多,傾角大多35°~65°,其次為傾向NW,傾角一般40°~60°,片理的優(yōu)勢產(chǎn)狀與韌性剪切帶近一致(圖6-a、b)。片理面是控制斜坡整體和局部穩(wěn)定性的主要結(jié)構(gòu)面。地面調(diào)查發(fā)現(xiàn),片理面(層面)常呈舒緩波狀,傾向與傾角有一定變化,陡緩變化的轉(zhuǎn)折處(膝折帶)常出現(xiàn)碎落、剝落現(xiàn)象(圖7)。按照斜坡坡向與片理的關(guān)系,將斜坡分為順向坡、斜向坡、橫向坡、逆向坡、塊狀結(jié)構(gòu)坡,數(shù)量最多的是橫向坡,面積占比29%,其次為斜向坡(26%)、逆向坡(22%)、順向坡(19%)。

      圖6 深汕區(qū)韌性剪切帶片理與節(jié)理統(tǒng)計(jì)Fig.6 Statistical charts of schistosity plane and joint plane in Ductile shear zone in SSCZ

      圖7 沿膝折帶發(fā)生的淺表滑塌(泗馬嶺水庫南)Fig.7 A topsoil slip by kink band (South of Simaling Reservoir)

      受多期構(gòu)造作用疊加的影響,韌性剪切帶內(nèi)巖體的節(jié)理裂隙組數(shù)多(見圖7)且較為密集,巖體多呈碎裂狀-鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì),帶內(nèi)優(yōu)勢節(jié)理裂隙有5組:以傾向150°~180°一組最為發(fā)育,傾角一般40°~70°;其后發(fā)育程度依次為240°~260°∠50°~70°、340°~355°∠30°~70°、40°~60°∠50°~60°、90°~100°∠50°~70°(圖6-c、d)。

      2.3.2 風(fēng)化特征 1)風(fēng)化帶的劃分與基本情況

      按風(fēng)化程度將巖石劃分為殘積土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中等風(fēng)化與微風(fēng)化(表1)。坡殘積土與全風(fēng)化巖厚度普遍較薄,一般合計(jì)在1.0~4.5 m,強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化厚度一般>5.0 m。微風(fēng)化巖一般埋藏較深。

      表1 巖體風(fēng)化帶基本性質(zhì)Table 1 Basic properties of weathering zone of rock mass

      2)風(fēng)化帶分界面

      除花崗巖區(qū),研究區(qū)其他巖組的殘積土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化面之間有較清晰的界面(圖8-a),因?yàn)檫@些巖石的母巖從層狀、塊狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槊永猓ɑ?、片理(化)、千糜(化)結(jié)構(gòu),礦物具較強(qiáng)的定向排列,風(fēng)化也呈層狀的特點(diǎn)。花崗巖分布于白云—南椏韌性剪切帶西側(cè)的弱變形區(qū),風(fēng)化特征與其他巖組差別較大,其殘積土與全風(fēng)化厚度一般超過8.0 m,無明顯的風(fēng)化分界面,風(fēng)化多呈漸變過渡。

      圖8 鲘門韌性剪切帶典型巖體風(fēng)化Fig.8 Typical rock mass in Houmen Ductile shear zone

      3)不均勻風(fēng)化

      雖然巖石普遍產(chǎn)生了較強(qiáng)烈的變形與變質(zhì),但還是繼承了原巖的部分性質(zhì)。原巖為軟硬互層的巖組不均勻風(fēng)化十分普遍,其層間軟巖風(fēng)化后呈碎屑狀—黏性土狀(圖8-b),與上下的硬巖形成強(qiáng)烈反差。地質(zhì)構(gòu)造也造成了大量的不均勻風(fēng)化現(xiàn)象,韌性剪切帶受到多期構(gòu)造應(yīng)力的影響,巖層中產(chǎn)生了較多褶曲、揉皺等小構(gòu)造,褶曲軸部風(fēng)化強(qiáng)烈,形成槽狀劇強(qiáng)風(fēng)化帶,這種現(xiàn)象在變形強(qiáng)烈的區(qū)域和軟弱的巖組中更為普遍。受巖性、構(gòu)造等因素的影響,全、強(qiáng)風(fēng)化帶在部分地段有缺失。

      2.3.3 巖土體的力學(xué)性質(zhì) 據(jù)收集的韌性剪切帶內(nèi)外典 型 巖 石 的飽 和抗 壓強(qiáng) 度試 驗(yàn)成 果①《中廣核廣東太平嶺核電廠一期工程邊坡工程施工圖設(shè)計(jì)階段巖土工程勘察報(bào)告》,中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司,2016年4月。②《深圳市深汕特別合作區(qū)住房建設(shè)和水務(wù)局鲘門鎮(zhèn)民新村三堆石山(1#邊坡、2#邊坡)巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》,中國有色金屬長沙勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,2020年4月。③《深汕特別合作區(qū)小漠國際物流港(一期)陸域形成及配套路網(wǎng)開發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營PPP 項(xiàng)目(道路工程—河海大道)巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》,湖南省勘測設(shè)計(jì)院,2018年10月。④《深汕特別合作區(qū)小漠國際物流港(一期)陸域形成及配套路網(wǎng)開發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營PPP 項(xiàng)目(道路工程—通港大道)巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》,湖南省勘測設(shè)計(jì)院,2018年3月。⑤《深汕特別合作區(qū)小漠國際物流港(一期)陸域形成及配套路網(wǎng)開發(fā)、建設(shè)和運(yùn)營PPP 項(xiàng)目(道路工程—紅海大道)道路、橋梁補(bǔ)充勘察及管廊工程詳細(xì)勘察報(bào)告》,湖南省勘測設(shè)計(jì)院,2018年12月。統(tǒng) 計(jì)(表2),火山碎屑巖千糜巖帶巖石的強(qiáng)度相當(dāng)于原巖的0.31~0.35,泥質(zhì)巖構(gòu)造片巖、千糜巖帶巖石的強(qiáng)度相當(dāng)于原巖的0.38~0.86,變形后的硬質(zhì)巖強(qiáng)度仍高于軟質(zhì)巖。這說明巖石受到韌性變形的作用影響,其強(qiáng)度明顯衰減,塊狀硬質(zhì)巖變形后為薄層狀,強(qiáng)度衰減幅度比層狀軟質(zhì)巖組大;變形后的巖石仍繼承原巖的一些特征,硬質(zhì)巖變形后的強(qiáng)度仍要高于軟質(zhì)巖。

      斜坡地帶土體主要是坡殘積層(Qdl+el)碎石(角礫)質(zhì)粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉質(zhì)黏土(砂質(zhì)黏性土),花崗巖區(qū)土體已紅壤化,其他巖組分布區(qū)紅壤化程度低、碎屑物含量較高。參考收集的勘察報(bào)告(參考的勘察報(bào)告同表2),韌性剪切帶區(qū)土體和全、強(qiáng)風(fēng)化巖的抗剪強(qiáng)度(快剪)見表3所示。

      表2 鲘門韌性剪切帶巖石抗壓強(qiáng)度與原巖對比Table 2 Comparison between compressive strength of rock in Houmen Ductile shear zone and original rock

      表3 深汕區(qū)韌性剪切帶巖土體主要力學(xué)參數(shù)Table 3 Main mechanical parameters of rock and soil in Ductile shear zone of SSCZ

      2.4 水文地質(zhì)條件

      根據(jù)近期水文地質(zhì)調(diào)查成果⑥《深圳市深汕特別合作區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查評價(jià)報(bào)告》(1∶50 000),廣東有色工程勘察設(shè)計(jì)院,2021年7月。,研究區(qū)地下水類型主要為層狀巖類基巖裂隙水,水量中等—貧乏,其次為塊狀巖類基巖裂隙水,水量豐富—中等;斜坡區(qū)地下水埋深普遍在10 m以上。

      影響淺層滑塌的主要是淺表層非飽和帶水文地質(zhì)條件。研究區(qū)地表降雨入滲系數(shù)約0.190~0.285⑥,絕大多數(shù)雨水以地表水的形式排走,只有少數(shù)雨水滲入坡體形成滲流,從而影響淺表層巖土體的穩(wěn)定。斜坡區(qū)深度5 m 以內(nèi)的巖土層主要有坡殘積土層和全、強(qiáng)、中風(fēng)化巖,滲透性弱—中等(表4)。

      表4 深汕區(qū)韌性剪切帶巖土體滲透性Table 4 Permeability of rock and soil in Ductile shear zone of SSCZ

      研究區(qū)斜坡非飽和帶上部的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)為透水層→相對隔水層的二元結(jié)構(gòu),透水層較薄,降雨入滲使淺表層土體飽和,形成順斜坡的地下水流(圖9),水頭差在坡體中形成動水壓力。

      圖9 研究區(qū)斜坡非飽和帶上部滲流Fig.9 Seepage in the upper part of slope unsaturated zone

      3 淺層滑塌特征

      深汕區(qū)山區(qū)淺層滑塌密度5.1個(gè)/km2,韌性剪切帶內(nèi)密度16.2個(gè)/km2,帶外密度為1.3個(gè)/km2,由此可見,韌性剪切帶是深汕區(qū)最易產(chǎn)生淺層滑塌的部位。

      3.1 滑塌形態(tài)與規(guī)模

      研究區(qū)淺層滑塌為土層與全風(fēng)化巖滑移所致,以溝谷小流域?yàn)閱挝唬ǔ3扇?、成組出現(xiàn),數(shù)量繁多、分布密集。形態(tài)以勺形和長條形最為多見,其次為四邊形,少量呈花瓣形、齒型和橫長形(圖10)。

      圖10 深汕區(qū)韌性剪切帶淺層滑塌平面形態(tài)Fig.10 Plane form of topsoil slip in Ductile shear zone of SSCZ

      淺層滑塌主要分布的微地貌為溝谷的溝頭、兩側(cè)溝壁以及山脊側(cè)面等處,滑塌后在坡面上形成凹槽。勺形滑塌顯示斜坡上產(chǎn)生圓弧形滑動,堆積物向坡下呈線狀堆積。長條形滑塌顯示沿長條形溝谷溝頭、側(cè)面斜坡產(chǎn)生多處破壞,破壞區(qū)連通后形成條帶狀裸露面。四邊形滑塌顯示沿較順直的坡面產(chǎn)生滑塌,堆積物隱沒于樹叢?;ò晷位@示沿主溝溝頭和Y形支溝分別產(chǎn)生破壞,連通后的滑塌區(qū)呈花瓣形。齒型滑塌顯示一面斜坡產(chǎn)生兩處破壞,后緣連在一起。橫長形滑塌為山脊側(cè)面產(chǎn)生一連串破壞,邊界連在一起。

      單體滑塌面積介于9~4 965 m2,平均面積230 m2。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查,帶內(nèi)滑塌厚度一般0.5~3.0 m,單體滑塌體積約9~9 930 m3。按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T 32864-2016)(殷躍平 等,2016)附錄B的規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn),這些淺層滑塌規(guī)模均為小型?;娣e與厚度基本呈正相關(guān),即面積小的滑塌厚度較小,面積大的厚度較大。

      3.2 淺層滑塌分布規(guī)律

      3.2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 根據(jù)野外調(diào)查分析,韌性剪切帶的淺層破壞的平面分布主要受地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、巖土體類型、斜坡結(jié)構(gòu)四大因素的控制,這些因素可細(xì)分為:地質(zhì)構(gòu)造(韌性變形程度、滑塌距斷層的距離)、地形地貌(地貌單元、坡度、坡向)、原巖工程地質(zhì)巖組、斜坡結(jié)構(gòu)類型。以式(1)的信息量模型為原則,利用ArcGIS 的統(tǒng)計(jì)、提取、重分類等工具進(jìn)行分析。各要素分級與信息量值見表5所示。

      表5 深汕區(qū)韌性剪切帶信息量模型各因素信息量值Table 5 Results of information quantity model in Ductile shear zone of SSCZ

      3.2.2 分布規(guī)律

      1)滑塌與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系

      從數(shù)量上看,大多數(shù)滑塌分布于變形強(qiáng)烈區(qū),其次分布于變形中等區(qū),只有極少數(shù)分布于弱變形區(qū);從淺層滑塌密度上看,變形強(qiáng)烈區(qū)達(dá)到25 處/km2,變形中等區(qū)8 處/km2,變形弱區(qū)3 處/km2。這說明淺層滑塌的數(shù)量與巖石變形程度成正比,變形越強(qiáng)烈,越容易產(chǎn)生滑塌。韌性剪切帶內(nèi)有脆性斷裂加持,大部分滑塌發(fā)生于距斷層200 m 以內(nèi),距斷層500 m以上區(qū)域數(shù)量較少,距斷層1 000 m以上區(qū)域只有零星的滑塌產(chǎn)生。這說明斷層對滑塌的影響較為明顯,滑塌發(fā)生頻度與距斷層距離呈反比,距離斷層越近越容易產(chǎn)生滑塌。

      2)滑塌與地形地貌

      淺層滑塌主要產(chǎn)生于高丘陵、低丘陵區(qū),其次為低山區(qū),臺地極少分布。淺層滑塌主要發(fā)生于傾向東、南東和南向坡,其次為南西向坡,其余方向斜坡較少發(fā)育,總體上以向陽坡為主。淺層滑塌主要產(chǎn)生于坡度>25°的斜坡地帶,其產(chǎn)生密度與坡度基本呈正相關(guān),坡度越陡越密集。區(qū)內(nèi)地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)也有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián),坡度較陡的地段往往斷裂較為發(fā)育,區(qū)內(nèi)優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面方向?yàn)樽呦騈E、傾向SE,向陽的斜坡是順向型斜坡的概率較高。

      3)原巖類型

      淺層滑塌最易發(fā)生在原巖為軟硬砂泥巖互層的地層中,其次為較堅(jiān)硬火山碎屑巖、軟弱層狀泥質(zhì)巖、較硬塊狀火山熔巖,花崗巖區(qū)數(shù)量極少。

      4)斜坡結(jié)構(gòu)類型

      淺層滑塌與斜坡的結(jié)構(gòu)類型關(guān)聯(lián)密切,順向坡中最容易產(chǎn)生淺層滑塌,其次為斜向坡、橫向坡,逆向坡與塊狀巖斜坡數(shù)量較少。

      綜上,深汕區(qū)韌性剪切帶是淺層滑塌極易發(fā)的區(qū)域,其分布具有較強(qiáng)的規(guī)律性:淺層滑塌主要受地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌的控制,大多產(chǎn)生于巖石變形強(qiáng)烈區(qū)—中等區(qū)和距脆性斷層較近的區(qū)域;坡度較陡、向陽的斜坡是滑塌的高發(fā)地段,原巖為砂泥巖互層、火山碎屑巖、泥質(zhì)巖的區(qū)域也是易發(fā)區(qū)域,斜坡結(jié)構(gòu)類型與淺表破壞也顯現(xiàn)較強(qiáng)的相關(guān)性,順向坡與斜向坡相對容易產(chǎn)生滑塌,逆向坡地帶滑塌較少發(fā)育。

      3.3 破壞特征

      1)滑體與滑床

      滑塌厚度一般為0.5~3.0 m,破壞區(qū)表層的坡殘積土和全風(fēng)化巖大部分滑走,破壞面下探至塊狀強(qiáng)風(fēng)化—中風(fēng)化巖面?;w物質(zhì)主要是坡殘積砂質(zhì)粉質(zhì)黏土、角礫碎石質(zhì)粉質(zhì)黏土。

      2)破壞面

      破壞面形狀以直線—折線形為主,有些為弧形與直線形的組合。

      3)剪出與堆積特征

      大部分滑塌是在斜坡中上部剪出,溜滑物質(zhì)堆積于剪出口下的溝槽或坡面,在后續(xù)降雨沖刷下向溝內(nèi)匯集,滑塌區(qū)殘留物質(zhì)以碎石、塊石為主,黏性土和角礫被后期降雨沖刷后分散堆積。有少量剪出于坡腳,溜滑物質(zhì)直接入溝。

      4 淺層滑塌形成機(jī)制

      4.1 地質(zhì)構(gòu)造的影響

      4.1.1 韌性變形作用 蓮花山斷裂帶在燕山三幕(晚侏羅世)發(fā)生了以強(qiáng)烈塑性遞進(jìn)形變?yōu)樘卣鞯捻g性剪切變形,燕山晚期(白堊紀(jì))以來,發(fā)生過多次拉張與擠壓(李文輝 等,2021),韌性剪切帶內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切應(yīng)變,形成寬厚的構(gòu)造巖帶,該帶具有遞進(jìn)變形和退化變質(zhì)的雙重特色(李靜榮等,2021)。在宏觀上,強(qiáng)烈的韌性剪切作用形成許多結(jié)構(gòu)面,結(jié)構(gòu)面組數(shù)多、密度大,使區(qū)域巖體的完整性和均勻性大幅降低。在微觀結(jié)構(gòu)方面,韌性變形后的巖石有限應(yīng)變相對較高,巖石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造產(chǎn)生改變,改變后的物質(zhì)通常比圍巖(原巖)軟,造成軟化的機(jī)制主要有晶粒尺寸減小、重結(jié)晶、后成合晶、反應(yīng)軟化、幾何軟化、水解弱化等(候泉林,2020)。韌性變形帶內(nèi)分為強(qiáng)烈變形區(qū)、中等變形區(qū)和弱變形區(qū)。強(qiáng)烈變形區(qū)為承受剪應(yīng)力最大的區(qū)域,褶曲、揉皺、撓曲十分發(fā)育,片理、裂隙較為密集,巖體完整性差,巖石已完全變?yōu)榍訋r、片巖,巖石強(qiáng)度大幅度弱(劣)化,各巖組都變成薄層狀結(jié)構(gòu),巖體結(jié)構(gòu)明顯變差,因此在強(qiáng)變形區(qū)發(fā)生大量的淺層滑塌現(xiàn)象。中等—弱變形區(qū)巖體的結(jié)構(gòu)面較為發(fā)育,巖體完整性較差,巖石變形程度不均勻,有程度不一的千糜化、片理化,變形程度大的部位產(chǎn)生一定數(shù)量的淺層滑塌。

      4.1.2 斷裂的活動性 南、北2個(gè)韌性剪切帶內(nèi)分別有梅隴斷裂和湯湖斷裂加持,據(jù)胡海濤等(1987)的研究,這2個(gè)斷裂都是現(xiàn)今活動斷裂。

      梅隴斷裂疊加在鲘門韌性剪切帶上,白堊紀(jì)以來,經(jīng)歷過逆沖推覆階段、左旋斜沖階段及拉張階段(鐘貽軍,1994),梅隴斷裂在第三紀(jì)末至第四紀(jì)初至少有過1次較強(qiáng)烈活動,該斷裂新構(gòu)造運(yùn)動延續(xù)至人類歷史時(shí)間(胡海濤 等,1987)。1971、1981、1991年斷裂帶上3次小震群活動(最大地震ML 分別為3.4、4.2、3.6)的發(fā)震斷裂都是梅隴斷裂(鐘貽軍,1994),從斷裂帶小震—微震情況看,梅隴斷裂目前仍有微弱的活動性。梅隴斷裂位于西北強(qiáng)烈上升區(qū)與東南相對沉降區(qū)的接合部位,與差異升降區(qū)界線基本吻合(胡海濤 等,1987)。因該斷裂周期性活動造成的小區(qū)域地殼的差異性升降,使山體遭受剝蝕較強(qiáng)烈,在剝蝕作用下山坡容易產(chǎn)生滑移、侵蝕等破壞現(xiàn)象。帶內(nèi)山體表面溝壑縱橫的微地貌形態(tài)是長期較強(qiáng)剝蝕作用造成的。

      湯湖斷裂疊加在白云—南椏韌—脆性剪切帶上,具多期活動特征,早期為左旋逆沖,晚期為拉張,深汕區(qū)熱水洞、湯湖等地有溫泉出露,周邊有弱震發(fā)生,說明該斷裂帶近期有活動(胡海濤 等,1987)。斷裂帶為區(qū)域地貌分界線,北西側(cè)為陡峻的中低山區(qū),尖山髻一帶斷層崖發(fā)育,南東側(cè)為相對低緩的丘陵臺地區(qū),顯示該斷裂兩側(cè)不均勻升降較為明顯,該韌性剪切帶的剝蝕作用較為強(qiáng)烈。

      4.1.3 脆性斷層 后期的脆性變形主要產(chǎn)生于早白堊世的逆沖推覆階段和晚白堊世—早第三紀(jì)的脆性變形階段(李靜榮 等,2021)。多期構(gòu)造作用使巖體產(chǎn)生揉皺和擠壓破碎,產(chǎn)生一系列以北東走向?yàn)橹鳌⒁员蔽髯呦驗(yàn)檩o的斷層,這些斷層切穿巖體或追蹤巖層的片理,形成大的結(jié)構(gòu)面,影響區(qū)域巖體的完整性和均勻性。同時(shí)沿?cái)鄬雍蛢蓚?cè)出現(xiàn)一些巖脈侵入,使局部巖石產(chǎn)生蝕變,強(qiáng)度進(jìn)一步降低、結(jié)構(gòu)進(jìn)一步破碎。脆性斷層密集處也是韌性變形強(qiáng)烈的部位,在后期脆性變形時(shí),主破裂面會追蹤韌性剪切帶中的薄弱帶進(jìn)行發(fā)展擴(kuò)張,而韌性變形強(qiáng)烈的區(qū)域較為薄弱,從而進(jìn)一步加劇韌性變形強(qiáng)烈區(qū)的巖體的弱(劣)化。

      4.2 巖性和風(fēng)化的影響

      韌性剪切帶巖土體的脆弱性是滑塌發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。巖體在韌性變形的過程中,原巖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的變化,塊狀巖體變成層狀—薄層狀結(jié)構(gòu)(圖5-b),軟硬互層的巖體受韌性剪切作用層間錯(cuò)動使軟巖泥化,軟弱的層狀巖體產(chǎn)生明顯的塑性變形,原本較均勻的層狀巖體產(chǎn)生伸展裂隙、斜裂隙而變得不均勻。這些變化使巖體的不均勻風(fēng)化更為明顯,往往形成清晰的風(fēng)化分界面,不均勻風(fēng)化界面、全強(qiáng)風(fēng)化界面、土巖界面是淺層滑塌發(fā)生的主要通道。受韌性剪切弱(劣)化后的巖體更容易風(fēng)化,風(fēng)化后淺層巖體呈砂糖狀、粉末狀,黏聚力較弱,淺表層風(fēng)化物強(qiáng)度低而透水性較好,沿相對不透水面地下水的運(yùn)動較為強(qiáng)烈,為滑塌的啟動提供良好的條件?;◢弾r區(qū)變形程度弱,仍保留以原巖漸進(jìn)式風(fēng)化為主的特點(diǎn),淺層滑塌發(fā)育程度弱。

      4.3 斜坡類型

      韌性剪切帶內(nèi)優(yōu)勢片理面(層面)走向NE—E,產(chǎn)狀130°~180°∠35°~65°,其次為300°~340°∠40°~60°,與韌性剪切帶和北東向斷層的產(chǎn)狀近于一致,其延展性好,順向坡段易沿片理面產(chǎn)生滑塌,特別是在片理面傾角變化大的位置,因膝折效應(yīng)往往產(chǎn)生滑塌現(xiàn)象。因片理面在走向上和傾向上有一定的變化,斜向坡部分坡段會形成局部的順向關(guān)系,因此斜向坡也是產(chǎn)生淺層滑塌的多發(fā)區(qū)域。橫向坡與逆向坡淺表破壞主要受節(jié)理裂隙的影響,結(jié)構(gòu)面的規(guī)模和密度相對較低,淺層滑塌數(shù)量較少。構(gòu)造運(yùn)動使巖體的各類結(jié)構(gòu)面普遍呈現(xiàn)波狀起伏的特點(diǎn),在結(jié)構(gòu)面的轉(zhuǎn)折端常產(chǎn)生滑塌現(xiàn)象。

      4.4 外動力作用

      淺層滑塌的主要誘發(fā)因素是臺風(fēng)與暴雨。劉天紹等(2018)統(tǒng)計(jì)了1951—2015年影響廣東沿海臺風(fēng)的路徑和強(qiáng)度,指出平均每年影響廣東沿海的臺風(fēng)為4.6次,較多年份達(dá)到10次,以超強(qiáng)臺風(fēng)級別為主,臺風(fēng)方向主要有北向和西向2種路徑。深汕區(qū)位于廣東省紅海灣畔,同時(shí)也位于廣東省三大降雨高值區(qū)之一的粵東沿海蓮花山脈東南迎風(fēng)坡高區(qū)(潘建中 等,2012),斜坡受臺風(fēng)暴雨的影響強(qiáng)烈。

      根據(jù)現(xiàn)場訪問,深汕區(qū)山體最近一次大范圍淺層滑塌是在2015-10-04“彩虹”臺風(fēng)期間,據(jù)報(bào)導(dǎo)⑦h(yuǎn)ttps://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B0%E9%A3%8E%E5%BD%A9%E8%99%B9/18690822?fr=aladdin,該臺風(fēng)于湛江市坡頭區(qū)登錄,中心最大風(fēng)力達(dá)16 級(超強(qiáng)臺風(fēng)),汕尾一帶出現(xiàn)龍卷風(fēng)現(xiàn)象,鲘門氣象站錄得該臺風(fēng)期間降雨量達(dá)111.8 mm。當(dāng)?shù)鼐用裥稳荩撆_風(fēng)暴雨過后鲘門一帶山體(韌性剪切帶的中心部位)表面由青翠的山林變成千溝萬壑。從2018年4月和2020年8月兩期衛(wèi)星影像成果對比分析,2018-2020 年帶內(nèi)自然斜坡新發(fā)現(xiàn)36起淺層滑塌,占總數(shù)量的2.2%。在該期間鲘門站錄得近10 年(2011-2020 年)最大日降雨(339.6 mm,2020-06-08)和第五大日降雨(2018-06-07,臺風(fēng)“艾云尼”影響期間,中心風(fēng)力8級,降雨量172.2 mm)。分析臺風(fēng)加劇斜坡破壞的原因主要有3點(diǎn):其一為臺風(fēng)使雨滴的動能大幅增強(qiáng),加劇雨滴濺侵坡面的程度,2015年“彩虹”臺風(fēng)的雨量小于近幾年的幾場降雨,但臺風(fēng)等級高,臺風(fēng)的破壞性強(qiáng),雨滴在臺風(fēng)的加持下侵蝕能力強(qiáng),造成了大面積滑塌現(xiàn)象,比較脆弱的區(qū)域產(chǎn)生破壞以后,剩下的區(qū)域地質(zhì)條件相對較好,以致于后續(xù)大的降雨并未引發(fā)密集的滑塌;其二臺風(fēng)作用于樹木的冠部,使樹木根系產(chǎn)生作用于淺層坡體的力矩;其三臺風(fēng)破壞山體植被,使大量樹木被連根拔出,植物根系對淺層土壤的加固作用減弱。帶內(nèi)斜坡通常在深度0.5~3.0 m 以內(nèi)為透水性較好的坡殘積土與全風(fēng)化巖,下伏強(qiáng)、中風(fēng)化巖頂面相對隔水,降水入滲使淺表層巖土層很快飽和,暫時(shí)性的地下水流在重力作用下向坡下滲流,在坡體內(nèi)形成較大的動水壓力。臺風(fēng)作用加持在暴雨的雨滴上,使迎風(fēng)坡遭受雨滴的侵蝕相比其他坡面嚴(yán)重,臺風(fēng)使雨滴順風(fēng)向傾斜落下,迎風(fēng)坡得到的雨水滲入量也更多,本區(qū)的臺風(fēng)方向以北向、西向?yàn)橹鳎虼四舷蚱?、南東坡和東向坡(迎風(fēng)坡)的破壞尤其嚴(yán)重。

      4.5 人類活動的影響

      經(jīng)濟(jì)作物的種植削弱斜坡的抗滑能力,促進(jìn)破壞的產(chǎn)生。研究區(qū)山體原為亞熱帶常綠闊葉林,但在人類長期經(jīng)濟(jì)活動的作用下,原生植被已多被破壞,代以次生林和人工林,森林結(jié)構(gòu)比較單一,優(yōu)勢樹種主要有馬尾松、桉樹、速生相思、臺灣相思等(深圳市深汕特別合作區(qū)住房建設(shè)和水務(wù)局,2021)。自然植被的層次分布較好,深淺不一的根系使土壤得到良好的加固,經(jīng)濟(jì)作物的種植使斜坡植被類型單一化,植物根系加固表層土壤的能力降低,斜坡抵御滑塌的能力減弱,更容易產(chǎn)生淺層破壞現(xiàn)象。

      綜上所述:韌性剪切作用及脆性斷層的加持是淺層滑塌產(chǎn)生的主要因素,主要表現(xiàn)在多期構(gòu)造運(yùn)動使巖體結(jié)構(gòu)弱化、劣化,使坡體內(nèi)形成不同尺度多組較密集的結(jié)構(gòu)面,加劇巖體風(fēng)化的不均勻形成風(fēng)化突變界面,使主控結(jié)構(gòu)面(片理面)的走向與傾角變化較大,從而造就較多外傾臨空條件。研究區(qū)內(nèi)山區(qū)地塊緩慢上升形成較陡且溝壑密集的地形、也是淺層滑塌產(chǎn)生的主要因素。臺風(fēng)迭加暴雨是淺層滑塌產(chǎn)生的誘發(fā)因素,人類活動對坡面植物的影響是從屬因素。

      5 變化趨勢

      根據(jù)淺層滑塌發(fā)災(zāi)歷史的訪問、多時(shí)相衛(wèi)片對比以及DEM 圖像微地貌分析等手段,發(fā)現(xiàn)帶內(nèi)淺層滑塌具有遷移性、自愈性、擴(kuò)展性的特點(diǎn),初步判斷淺層滑塌具有周期性特點(diǎn)。

      1)遷移性

      對比2020年8月和2018年4月的衛(wèi)星影像,帶內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的滑塌36 處,有4 處滑塌出現(xiàn)擴(kuò)展現(xiàn)象,新發(fā)生的數(shù)量遠(yuǎn)大于擴(kuò)展的數(shù)量。這說明大部分淺層滑塌已產(chǎn)生充分的滑移,土體與全風(fēng)化巖已基本滑完,破壞面已至基巖面,下一輪新的變形破壞將由已滑塌區(qū)遷移至周邊新的坡面。也有少量老的滑塌面有未滑完的松散物質(zhì),在后續(xù)臺風(fēng)暴雨作用下繼續(xù)發(fā)展,但規(guī)模小。

      2)自愈性

      本文所指的自愈性是指破壞面長滿植被,從外表上已不能直接分辨。根據(jù)兩期光學(xué)衛(wèi)星影像的對比,帶內(nèi)2年內(nèi)已基本完成自愈的有15處,隨著時(shí)間的推移,大部分破壞面都會回到正常。自愈后滑塌區(qū)植被的物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化作用恢復(fù),將發(fā)生下一個(gè)破壞輪回。

      3)擴(kuò)展性

      擴(kuò)展性是指新的破壞沿已產(chǎn)生的破壞周界擴(kuò)展。根據(jù)兩期光學(xué)衛(wèi)星影像的對比,期間有4處破壞有明顯的擴(kuò)展現(xiàn)象,從數(shù)據(jù)上看,擴(kuò)展現(xiàn)象不是很普遍。從剝離植被的機(jī)載LiDAR DEM圖像上看,絕大部分中—高位淺層破壞下部斜坡都是凹槽地形,有些還能辨認(rèn)早前破壞的跡象。從現(xiàn)場調(diào)查看,這些淺層破壞是由下部逐漸向斜坡中上部發(fā)展的(圖11),破壞區(qū)溝谷普遍處于青—壯年期,溝谷下切明顯,溝谷源頭不斷向上方發(fā)展(溯源侵蝕現(xiàn)象),在此條件下有些新的破壞將沿已有破壞后緣和側(cè)緣向外擴(kuò)展。

      圖11 淺層滑塌擴(kuò)展性(掘尾龍嶺北)Fig.11 Expansibility of topsoil slip (Juewei Longling north)

      4)周期性

      根據(jù)訪問結(jié)合歷史資料,推測區(qū)內(nèi)淺層破壞具有周期性的特點(diǎn)。當(dāng)?shù)卮迕穹从?,研究區(qū)山坡表面時(shí)有零星的滑塌現(xiàn)象,2015年“彩虹”臺風(fēng)期間山坡出現(xiàn)大量滑塌。參考《海豐縣志》的記載,大躍進(jìn)(1958—1960 年)至20 世紀(jì)70 年代末,由于森林過度砍伐、盲目開荒、挖樹頭草根作燃料等,海豐境內(nèi)山體(研究區(qū)原屬海豐縣管轄)的森林大量消失,水土流失十分嚴(yán)重,80年代后通過封山育林等措施,水土流失逐步緩解。根據(jù)縣志的記載結(jié)合對當(dāng)?shù)乩夏耆说脑L問,估計(jì)研究區(qū)山體在上世紀(jì)50年代末至70年代末淺層破壞較為嚴(yán)重、發(fā)生頻率較高,80 年代以后得到緩解,直至最近2015 年又大量發(fā)生,這2個(gè)時(shí)間段間隔約35年,其發(fā)生頻率為低頻(20~100 a/次)。這反映一次大的臺風(fēng)暴雨過程觸發(fā)韌性剪切帶山體較薄弱部位產(chǎn)生滑塌,已破壞部位露出基巖,短期內(nèi)不易再破壞,未滑塌部位地質(zhì)環(huán)境條件相對較好,斜坡暫時(shí)不具備淺層破壞群發(fā)的條件,但區(qū)域地塊正在緩慢抬升,剝蝕作用仍較強(qiáng)烈,地質(zhì)環(huán)境經(jīng)過很長一段時(shí)間孕育后又會形成滑塌群發(fā)的條件,在臺風(fēng)暴雨的誘發(fā)下產(chǎn)生群發(fā)性的破壞。

      初步判斷區(qū)內(nèi)的淺層滑塌發(fā)生頻率低,間隔周期較長,但目前所了解的僅是最近一次大致的時(shí)間間隔,有關(guān)周期性的判斷是初步的推測,還不具備時(shí)間上的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

      6 結(jié)論

      1)深汕區(qū)是蓮花山斷裂帶韌性剪切帶的主要展布區(qū)之一,宏觀上強(qiáng)烈的韌性剪切作用形成不同尺度、多組密集的結(jié)構(gòu)面,使區(qū)域巖體的完整性和均勻性大幅降低。微觀結(jié)構(gòu)方面,韌性變形后的巖石有限應(yīng)變較高,巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造產(chǎn)生改變,巖石的強(qiáng)度降低,為滑塌的群發(fā)提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。韌性變形后的巖石成層性較好,風(fēng)化后具有清晰的劇強(qiáng)風(fēng)化界面,韌性變形使片理面等主要結(jié)構(gòu)面普遍呈彎曲波狀的形態(tài),結(jié)構(gòu)面的轉(zhuǎn)折容易使結(jié)構(gòu)面外傾臨空,為滑塌的群發(fā)提供良好的剪出條件。韌性剪切帶斜坡結(jié)構(gòu)具有淺層透水性好,下伏巖面相對隔水的特征,降雨入滲容易形成沿基巖面較強(qiáng)的滲流作用,為滑塌的群發(fā)提供良好的水動力條件。

      2)深汕區(qū)韌性剪切帶在2015 年“彩虹”臺風(fēng)期間產(chǎn)生密集的淺層滑塌現(xiàn)象,主要是土體與全風(fēng)化沿基巖頂面產(chǎn)生滑塌,單體規(guī)模為小型,滑塌體厚度一般0.5~3.0 m?;饕a(chǎn)生于韌性變形強(qiáng)烈—中等的區(qū)域,大部分滑塌產(chǎn)生于距脆性斷層500 m距離以內(nèi),發(fā)生頻度與距斷層距離呈反比;地形地貌方面,滑塌主要產(chǎn)生于高丘陵、低丘陵區(qū)和低山區(qū)坡度>25°的斜坡地帶,分布密度與坡度基本呈正相關(guān),滑塌大部分分布于傾向東、南東和南向的斜坡;滑塌最易發(fā)生在原巖為軟硬砂泥巖互層的地層中,其次為較堅(jiān)硬火山碎屑巖、軟弱層狀泥質(zhì)巖、較硬塊狀火山熔巖,花崗巖區(qū)數(shù)量極少;順向坡中最容易產(chǎn)生淺層滑塌,其次為斜向坡和橫向坡。

      3)深汕區(qū)韌性剪切帶內(nèi)淺層滑塌是在山體緩慢上升的構(gòu)造背景下承受著較強(qiáng)烈的剝蝕作用、在以韌性剪切作用為主的構(gòu)造作用形成的較弱本底條件下,受人類種植等活動的影響其本底條件進(jìn)一步弱化,斜坡在臺風(fēng)疊加暴雨的誘發(fā)下產(chǎn)生的群發(fā)性淺層破壞現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)的淺層滑塌具有遷移性、自愈性、擴(kuò)展性的特點(diǎn),初步分析淺層滑塌群發(fā)還具有發(fā)生頻率低和周期性的特點(diǎn)。

      本文研究了深汕區(qū)蓮花山斷裂帶韌性剪切帶斜坡破壞的特征與機(jī)理,總結(jié)了該區(qū)淺層滑塌的分布規(guī)律,為深汕區(qū)韌性剪切帶的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃與地質(zhì)災(zāi)害防治提供了理論基礎(chǔ),也可為其他類似構(gòu)造影響帶的地質(zhì)災(zāi)害與水土保持研究提供借鑒。但還是存在一些不足:如缺少巖礦分析的資料,對于不同類型原巖、不同程度變形巖石的礦物成分和微觀結(jié)構(gòu)破壞特征研究深度還不夠;韌性剪切帶的水文地質(zhì)條件、巖土體的水理性質(zhì)研究比較缺乏;缺少宏觀時(shí)間尺度山體破壞的歷史資料,在周期性變化方面的評價(jià)較為欠缺;本研究的范圍僅限于深汕區(qū),在地域方面有一定的局限性。未來可從以下方面深化:擴(kuò)大地域范圍,最好包括蓮花山斷裂帶典型韌性剪切帶的展布區(qū),以得到更為全面客觀的結(jié)論;加強(qiáng)韌性剪切帶巖石礦物成分、微觀結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件和地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系的研究;開展淺層滑塌地質(zhì)災(zāi)害鏈的研究;從淺層向深部拓展,研究韌性剪切帶中—深層破壞的可能性與發(fā)生機(jī)理。

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