長(zhǎng)江新城區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

劉 力， 李 朋， 周 峰， 羅 紅， 楊青雄， 吳 波， 張 雅， 李琳靜， 朱晛亭

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究,是在考慮各種地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)上,全面考慮內(nèi)外動(dòng)力地質(zhì)作用、巖體和土體介質(zhì)條件以及人類工程活動(dòng)誘發(fā)或疊加的地質(zhì)災(zāi)害等對(duì)工程建筑物的相互綜合作用和影響下,現(xiàn)今地殼及其表層的相對(duì)穩(wěn)定程度[1-7]。概括來說,即以構(gòu)造穩(wěn)定性為主,配合地面穩(wěn)定性、巖土體穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的研究,實(shí)用性較強(qiáng),具有重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益[8-9]。2017年,武漢市政府啟動(dòng)規(guī)劃建設(shè)“長(zhǎng)江新城”,選址武漢中北部的長(zhǎng)江邊上,長(zhǎng)江新城已于2018年開工建設(shè),前人對(duì)武漢區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究不多,大多從單方面或定性分析[10-15],已經(jīng)不能滿足目前武漢市城市規(guī)劃建設(shè)的需要。本文基于多因子加權(quán)疊加分析,利用GIS平臺(tái)對(duì)長(zhǎng)江新城進(jìn)行了區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià),為長(zhǎng)江新城規(guī)劃、建設(shè)提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

長(zhǎng)江新城位于武漢市中北部,行政區(qū)劃跨及黃陂區(qū)、新洲區(qū)和江岸區(qū),面積約550 km2,北鄰鄂北大別山丘陵區(qū),處于江漢平原的東部,整體位于低海拔區(qū)域,地形起伏較小,具有北東高、南西低的特征。區(qū)內(nèi)第四系分布廣泛,地表僅西北部出露南華紀(jì)雙臺(tái)組變質(zhì)巖系、東南部局部出露白堊紀(jì)公安寨組紅層。結(jié)合鉆孔揭露,長(zhǎng)江新城基巖主要有南華系、石炭系、二疊系、三疊系、白堊系和第四系。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以隱伏斷裂為特征,主要有北西向的襄樊—廣濟(jì)斷裂、北東向的長(zhǎng)江斷裂和北北西向的新城—黃陂斷裂,僅東南部陽邏一帶見新生活動(dòng)斷裂(圖1)。

2 深部地球物理特征

研究區(qū)地球物理場(chǎng)總體表現(xiàn)為東北部屬低重、強(qiáng)磁、低阻區(qū),其余廣大地區(qū)則表現(xiàn)出高重、弱磁、中高阻特征,所發(fā)育的各類物理場(chǎng)異常良好地反映了區(qū)內(nèi)基巖和隱伏構(gòu)造特性。研究區(qū)重力值(圖2-a)[16]總體呈近東西向展布,沿天興洲—陽邏南北較寬的范圍有北西—北西西向疊加其上,均反映了研究區(qū)基底物質(zhì)組成及隱伏構(gòu)造特征。區(qū)域磁場(chǎng)為復(fù)雜磁場(chǎng)區(qū),反映了厚達(dá)6～8 km、不具磁性的沉積蓋層形成的區(qū)域負(fù)異常。大致可分為2個(gè)磁場(chǎng)分區(qū)(圖2-b)[17]：黃陂波動(dòng)正磁場(chǎng)區(qū)位于長(zhǎng)江新城東北角襄廣斷裂以北,磁場(chǎng)強(qiáng)度為+160～+180γ,由南至北磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸升高。中東部主體屬武湖負(fù)磁場(chǎng)亞區(qū),由北向南負(fù)磁異常逐漸加強(qiáng),北部磁異常發(fā)育,向南為平穩(wěn)的負(fù)磁場(chǎng),磁場(chǎng)背景為0～-30γ,在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)微小的正負(fù)伴生的波動(dòng)異常,走向均為東西向。

3 新構(gòu)造活動(dòng)

區(qū)內(nèi)新構(gòu)造活動(dòng)表現(xiàn)為新生活動(dòng)斷裂和繼承性活動(dòng)斷裂。新生活動(dòng)斷裂主要位于長(zhǎng)江新城東部新洲陽邏一帶,規(guī)模一般不大,構(gòu)造形跡也比較清楚。主要有半邊山斷層(F6)、陽邏大橋東橋頭斷層(F7)、陽邏水泥廠斷層(F8)。以半邊山斷層(F6)為例，介紹其新生活動(dòng)斷裂特征：

圖1 長(zhǎng)江新城地質(zhì)簡(jiǎn)圖

圖2 長(zhǎng)江新城重力布格異常和航磁△T等值線特征圖

半邊山斷層(F6)位于陽邏街道西北部半邊山西坡采石場(chǎng),沿著半邊山陡壁即為斷裂所通過之處。斷裂總體走向NE25°,傾向NW,傾角46°～65°,斷層呈舒緩波狀,具有東盤北推、西盤斜落的逆時(shí)針扭動(dòng)特征,切割下更新統(tǒng)礫石層,沿?cái)嗝嬗泻窦s2 cm的略顯褐鐵礦化的鐵錳質(zhì)膠結(jié)的鐵盤充填,鐵盤之下為棕黃色泥質(zhì)粉砂巖。沿NE25°方向延伸至平江大道東側(cè)箢平灣,見斷層切割下更新統(tǒng)陽邏組礫石層和中更新統(tǒng)王家店組含碎石紅土,斷面位于新開的平江大道公路旁高約3～5 m的人工切面上,見明顯寬約30 cm破碎帶(圖3-a、-b),帶內(nèi)充填含礫石粘土,礫石具弱定向性,斷層面較陡,產(chǎn)狀為342°∠65°,為一正斷層,表明斷層發(fā)生于中更新世之后。

新生活動(dòng)斷裂大致有兩種情況：晚更新世斷裂活動(dòng)比較弱,斷裂規(guī)模較小,錯(cuò)距也不明顯,多為一種剪切節(jié)理、裂隙或張扭性斷裂;早、中更新世的斷裂要強(qiáng)烈得多,區(qū)內(nèi)所見幾處斷裂均切割早、中更新統(tǒng)砂礫石層和粘土層,最大錯(cuò)距接近2 m,但未切入全新世堆積層,一般為正斷裂。走向有北北東向及北西(西)向兩組,以后者為主。

圖3 半邊山斷層示意圖

繼承性活動(dòng)斷裂主要表現(xiàn)為隱伏襄樊—廣濟(jì)斷裂、長(zhǎng)江斷裂等[18]。

襄廣斷裂：是經(jīng)過區(qū)內(nèi)長(zhǎng)期活動(dòng)的繼承性斷裂,喜山期以來具張扭性活動(dòng),并控制了孝感—長(zhǎng)江埠和武漢以東長(zhǎng)江第四紀(jì)槽地的形成[19-21]。胡慶等(2019)[22]在武穴西北竹影山象山水庫和鳳凰山豬頭角采取次級(jí)斷層內(nèi)斷層物質(zhì)作ESR年代測(cè)定,分別為(49.3±5.3)萬年和(46.2±6.6)萬年。歷史地震和現(xiàn)代地震臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)表明：沿?cái)嗔褞гl(fā)生黃岡—蘄春1629年4.75級(jí)地震，黃岡1633年4.75級(jí)地震和1640年5級(jí)地震，1972年廣濟(jì)4.0級(jí)地震，2005年九江—瑞昌5.7級(jí)、4.8級(jí)地震以及2006年隨州Ms4.7級(jí)地震,斷裂帶整體上地震活動(dòng)強(qiáng)度呈現(xiàn)自東南向西北減弱的趨勢(shì)[23]。盡管地震強(qiáng)度頻度不高,但仍顯示襄樊—廣濟(jì)斷裂帶深部有明顯活動(dòng)。區(qū)內(nèi)隱伏于第四系中。

長(zhǎng)江斷裂為燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期發(fā)育起來的北北東向區(qū)域性大斷裂,斷裂大致沿長(zhǎng)江展布,走向北東30°,第四紀(jì)以來控制著長(zhǎng)江槽谷的生成發(fā)展。地貌上斷裂控制兩岸的升降關(guān)系。沿?cái)嗔褞в械卣鸢l(fā)生,斷裂北端于1972年3月發(fā)生2.7級(jí)地震,南端嘉魚于1974年5月曾發(fā)生3.8級(jí)和3.9級(jí)地震。其斷裂現(xiàn)今仍表現(xiàn)一定活動(dòng)性[24]。

現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力受已有地質(zhì)構(gòu)造條件制約,武漢市鄰近的大冶地區(qū),測(cè)得最大主應(yīng)力為北西—南東向[25]?，F(xiàn)今北西向襄廣斷裂和黃陂—陽邏斷裂的性質(zhì)表現(xiàn)為張弛性,北盤上升,南盤斜落。與此同時(shí),新生的北東—北北東向半邊山斷裂及陽邏斷裂表現(xiàn)為壓性或壓扭性。這些構(gòu)造形跡性質(zhì),表現(xiàn)現(xiàn)今存在一個(gè)統(tǒng)一的南北向直扭應(yīng)力場(chǎng),在這個(gè)應(yīng)力場(chǎng)的作用下,出現(xiàn)了現(xiàn)今北東—北北東向主干壓扭斷面,配套的張性或張扭性斷面為北西向斷裂。由這套構(gòu)造應(yīng)變的斷裂系統(tǒng),表現(xiàn)現(xiàn)今的最大主壓應(yīng)力仍為北西—南東向。李蓉川等(1984)[26]分析湖北及鄰區(qū)1969—1981年的地震資料,根據(jù)震源機(jī)制解和地殼現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)資料,認(rèn)為襄樊—廣濟(jì)斷裂以南的地區(qū)主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽魑鳌蠔|東向,主張應(yīng)力方向?yàn)楸北睎|—南南西向。

4 地震活動(dòng)性

長(zhǎng)江新城位于秦嶺—大別造山帶與江漢盆地的過渡帶。據(jù)歷史地震資料[27],有地震記載以來研究區(qū)域共發(fā)生過Ms≥4.7級(jí)地震18次,最近一次地震為2019年12月26日湖北應(yīng)城Ms4.9級(jí)地震,震中烈度為Ⅶ度；1970年以來武漢及周邊區(qū)域內(nèi)現(xiàn)代地震主要以小震和微震為主(圖4)?？傮w來說,研究區(qū)區(qū)域大地震活動(dòng)(Ms≥4.7)頻度較低,強(qiáng)度中等,現(xiàn)代地震活動(dòng)相對(duì)頻繁,活動(dòng)強(qiáng)度較弱。

武漢地震工程研究院有限公司(2014)[27-28]根據(jù)地震構(gòu)造類比和地震活動(dòng)重復(fù)原則,在中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖潛在震源區(qū)綜合方案基礎(chǔ)上作潛在震源區(qū)劃分：長(zhǎng)江新城西部屬非潛在震源區(qū),東部屬新洲6.0級(jí)潛在震源區(qū)。新洲6.0級(jí)潛在震源區(qū)位于麻城盆地南部的新洲—黃岡一帶,區(qū)內(nèi)有北北東向麻城—團(tuán)風(fēng)斷裂(中段)與北西走向的襄樊—廣濟(jì)斷裂帶復(fù)合、交匯,它們均為早、中更新世活動(dòng)構(gòu)造。交匯區(qū)微地貌面差異明顯,如張渡湖沉溺,其東西兩側(cè)中下更新統(tǒng)構(gòu)成高階地崗地,上新統(tǒng)—下更新統(tǒng)地層發(fā)生褶曲、斷裂變形。1932年麻城黃土崗6級(jí)地震事件發(fā)生于麻城—團(tuán)風(fēng)斷裂北段,中段新洲一帶發(fā)生時(shí)有震感,具有同期遷移特征。綜合歷史地震特征和潛在震源區(qū)劃,長(zhǎng)江新城地震危險(xiǎn)性較低,僅東部新洲陽邏一帶位于6.0級(jí)潛在震源區(qū),可能受團(tuán)麻斷裂、襄廣斷裂地震作用波及影響。

圖4 長(zhǎng)江新城區(qū)域地震構(gòu)造圖(據(jù)武漢地震工程研究院有限公司,2014修改)

5 巖土體類型

長(zhǎng)江新城位于長(zhǎng)江北岸,按其成因類型可將長(zhǎng)江新城地貌劃分為：高崗地、低崗地、沖積平原、湖積平原等4種類型[29-30]。結(jié)合地表調(diào)查、工程地質(zhì)鉆探和巖土體物理力學(xué)測(cè)試等結(jié)果,將長(zhǎng)江新城巖土體類型可劃分為四個(gè)巖組：堅(jiān)硬巖組、較堅(jiān)硬巖組、較軟弱巖組和軟弱巖組(表1)。

6 地質(zhì)災(zāi)害

通過調(diào)查,區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害12處,其中危巖體1處、滑坡5處、不穩(wěn)定斜坡3處、地面沉降點(diǎn)3處。其中滑坡、危巖體、不穩(wěn)定斜坡多位于長(zhǎng)江新城南部地勢(shì)較高且人類工程活動(dòng)強(qiáng)的地帶,沉降點(diǎn)主要位于軟土厚度較大的湖泊周邊。地形地貌條件、巖性特征及人類工程活動(dòng)是長(zhǎng)江新城地質(zhì)災(zāi)害最主要的影響因素。結(jié)合長(zhǎng)江新城地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度、人類工程活動(dòng)等因素特點(diǎn),采用地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)法將長(zhǎng)江新城劃分為13個(gè)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)(圖5-h),面積162.02 km2,占長(zhǎng)江新城面積的29.46%。

地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)6個(gè),主要位于起步區(qū)朱家河以南的巖溶塌陷易發(fā)區(qū)(A1)、新洲黃陂一帶的滑坡崩塌易發(fā)區(qū)(A2)以及軟土沉降易發(fā)區(qū)(A3-A6)，面積94.95 km2,占長(zhǎng)江新城面積的17.27%。

地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)7個(gè),其中軟土沉降易發(fā)區(qū)4個(gè)(B1-B4),主要分布于長(zhǎng)江新城西南側(cè);滑坡崩塌低易發(fā)區(qū)3個(gè)(B5-B7),主要分布于長(zhǎng)江新城北部，面積共計(jì)67.07 km2,占長(zhǎng)江新城面積的12.19%。

其余地段為地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū),面積387.98 km2,占長(zhǎng)江新城面積的70.54%。地質(zhì)條件較穩(wěn)定,多為平原地貌,發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性較低。但要重視人類工程活動(dòng)引發(fā)的不均勻沉降、不穩(wěn)定斜坡變形等工程地質(zhì)問題以及河湖塌岸等環(huán)境地質(zhì)問題。

7 穩(wěn)定性分區(qū)與評(píng)價(jià)

地殼穩(wěn)定性分析的思路和原則是以構(gòu)造穩(wěn)定性為主,配合巖土體穩(wěn)定性和地面穩(wěn)定性評(píng)價(jià)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和分區(qū)研究?？紤]評(píng)價(jià)范圍較廣、影響因素多的研究區(qū)域特點(diǎn),盡量避免因選取評(píng)價(jià)指標(biāo)過多而帶來的人為數(shù)值化影響偏大的弊端[31-34]。本文在定性解析的基礎(chǔ)上,選取深部地球物理、地震活動(dòng)、斷裂穩(wěn)定性、現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、巖土體結(jié)構(gòu)特征以及地質(zhì)災(zāi)害條件等6個(gè)一級(jí)指標(biāo)和重力異常梯度、航磁異常、潛在震源區(qū)等10個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

表1 長(zhǎng)江新城工程地質(zhì)分區(qū)簡(jiǎn)表

7.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重

考慮以活動(dòng)斷裂、地震等為主要內(nèi)容的構(gòu)造穩(wěn)定性，以巖土體工程地質(zhì)特征為主要內(nèi)容的巖土體穩(wěn)定性和以滑坡、崩塌、地面沉降、巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害為主要內(nèi)容的地面穩(wěn)定性,進(jìn)行長(zhǎng)江新城區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。由于評(píng)價(jià)要素資料來源的比例尺精度不一,在各評(píng)價(jià)分析指標(biāo)的權(quán)重分配上比例尺小的要素適當(dāng)降低權(quán)重,比例尺大的要素適當(dāng)提高權(quán)重,以增加最終評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性和區(qū)分度,評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定性分析結(jié)果見表2。

(1) 構(gòu)造穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分析具體包含內(nèi)容和權(quán)重分配：① 深部地球物理場(chǎng)(f1)。主要以布格重力異常和航磁異常反映研究區(qū)的深部構(gòu)造差異,權(quán)重分配0.10；② 地震活動(dòng)(f2)。主要考慮地震活動(dòng)情況,包括地震活動(dòng)的強(qiáng)度和頻度,劃分潛在震源區(qū)及設(shè)置震級(jí)上限,權(quán)重分配0.25；③ 斷裂穩(wěn)定性(f3)。主要考慮與斷裂的距離,綜合權(quán)重分配0.20；④ 現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)(f4)。主要考慮現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力作用方向、大小、集中程度,用巖體破裂危險(xiǎn)度表示其對(duì)地殼穩(wěn)定性的影響程度,權(quán)重分配0.15。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

(2) 巖土體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分析具體包含內(nèi)容和權(quán)重分配：工程巖組的巖土體結(jié)構(gòu)及特征(f5)主要根據(jù)巖土體工程地質(zhì)特性，巖土體的組合類型，巖土體結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等,權(quán)重分配0.15。

(3) 地面穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分析具體包含內(nèi)容和權(quán)重分配：地質(zhì)災(zāi)害條件(f6)主要考慮斜坡坡度、地形高差、人類工程活動(dòng)、巖層地質(zhì)條件特征等,綜合權(quán)重分配0.15。

7.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)長(zhǎng)江新城地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),初步建立評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)模型,選取評(píng)價(jià)要素指標(biāo)和因子,計(jì)算地質(zhì)體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分區(qū)評(píng)價(jià)體系中各要素的權(quán)重來確定評(píng)分體系。根據(jù)各評(píng)價(jià)要素的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表3),將Ⅰ-Ⅳ級(jí)分別賦值1～4,具體結(jié)果見圖5,再按分配的權(quán)重值分別計(jì)算各單元的地殼穩(wěn)定性指數(shù)。通過Mapgis軟件編制評(píng)價(jià)體系中各要素的分區(qū)圖,利用Arcgis軟件對(duì)各要素分區(qū)屬性賦值,并將各要素圖層進(jìn)行矢量疊加,矢量疊加完成后將各要素權(quán)重與其相應(yīng)的評(píng)分相乘并相加得出區(qū)域內(nèi)最終的綜合評(píng)分,依據(jù)綜合評(píng)分結(jié)果將區(qū)域地殼穩(wěn)定性分為穩(wěn)定、次穩(wěn)定、次不穩(wěn)定和不穩(wěn)定4個(gè)級(jí)別(圖6)。穩(wěn)定區(qū)面積256.35 km2,占總面積比例46.2%;次穩(wěn)定區(qū)145.39 km2,占總面積比例26.2%;次不穩(wěn)定區(qū)145.33 km2,占總面積比例26.1%;不穩(wěn)定區(qū)8.32 km2,占總面積比例1.5%。

穩(wěn)定區(qū)主要位于長(zhǎng)江新城西北部非潛在震源區(qū),面積256.35 km2,占總面積比例46.2%。該區(qū)域重力異常不明顯,多具正的航磁異常;基本不見活動(dòng)斷層,隱伏斷層特征不明顯;地表以晚更新世下蜀組和全新世走馬嶺組洪沖積粘性土為主,局部出露變質(zhì)巖和公安寨組紅砂巖,屬隔水層,壓縮性小;地下為公安寨組較堅(jiān)硬碎屑巖和雙臺(tái)組變質(zhì)巖,可作為一般工業(yè)民用建筑天然地基,工程地質(zhì)條件較好。人類工程活動(dòng)多為中等或較弱,基本不見典型地質(zhì)災(zāi)害。

次穩(wěn)定區(qū)主要位于長(zhǎng)江新城非潛在震源區(qū)東南部,面積145.39 km2,占總面積比例26.2%。該區(qū)重力異常梯度變化較大,推測(cè)可能為隱伏的襄廣斷裂帶位置,航磁異常變化不明顯,屬航磁低異常區(qū);構(gòu)造上,可能為北西向襄廣斷裂的隱伏位置;地表以下蜀組沖積物和走馬嶺組湖積物為主,局部夾軟土,為相對(duì)隔水層,地下為較堅(jiān)硬—較軟的公安寨組砂泥巖和石炭紀(jì)—二疊紀(jì)碳酸鹽巖,基巖的承載力較高,但公安寨組砂泥巖局部易風(fēng)化,在施工和設(shè)計(jì)中應(yīng)引起警惕。該區(qū)局部人口較密集,人類工程活動(dòng)較強(qiáng),在一些高陡臨空面已形成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

表3 地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)

圖5 長(zhǎng)江新城區(qū)域地殼穩(wěn)定性單指標(biāo)評(píng)價(jià)圖

圖6 長(zhǎng)江新城區(qū)域地殼穩(wěn)定性分區(qū)圖

次不穩(wěn)定區(qū)主要位于長(zhǎng)江新城東部,面積145.33 km2,占總面積比例26.1%。該區(qū)重力異常、航磁異常均不顯著;位于新洲6.0級(jí)潛在震源區(qū)內(nèi),距團(tuán)麻活動(dòng)斷層較近,1913年發(fā)生麻城5.0級(jí)地震,1925年發(fā)生商城5.0級(jí)地震。1932年麻城黃土崗6.0級(jí)地震的發(fā)震構(gòu)造即位于麻城盆地收斂端、斷裂上盤的次級(jí)斷層上,本區(qū)為受地震波及影響地帶;地勢(shì)較起伏,多為低—高崗地地貌;地表以高壟崗砂礫石層和低壟崗粘土層為主,偶見公安寨組砂泥巖,地下基本為公安寨組砂泥巖,屬較軟弱巖組。該區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生于人工切坡嚴(yán)重的崗地。

不穩(wěn)定區(qū)位于長(zhǎng)江新城東南部,面積8.32 km2,占總面積比例1.5%。不穩(wěn)定區(qū)位于新洲6.0級(jí)潛在震源區(qū)內(nèi),為北西向隱伏斷裂和北東向新構(gòu)造期斷層共同影響部位;區(qū)域重力異常特征不明顯,具正的航磁異常;為北西向隱伏斷裂和新構(gòu)造期活動(dòng)斷層的疊加位置;地表為公安寨組砂泥巖上覆陽邏組松散砂礫石層,地形較起伏,多為崗地地貌,人為活動(dòng)較強(qiáng),地下為公安寨組砂泥巖,由較堅(jiān)硬的砂巖、砂礫巖和較軟弱的泥巖相間組成。該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要為人工切坡形成的小型滑坡。

綜上,區(qū)域地殼穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明,長(zhǎng)江新城總體為穩(wěn)定和次穩(wěn)定區(qū),僅東部位于新洲6.0級(jí)潛在震源區(qū)區(qū)域，屬次不穩(wěn)定區(qū),大型工程建筑設(shè)計(jì)需考慮遠(yuǎn)震波及影響。不穩(wěn)定區(qū)較小,存在斷層、較軟弱巖土體和小型地質(zhì)災(zāi)害等不穩(wěn)定性因素,規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視。

7.3 綜合評(píng)價(jià)

(1) 構(gòu)造穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。構(gòu)造穩(wěn)定性是穩(wěn)定性評(píng)價(jià)諸因素中最主要的因素。綜合活動(dòng)構(gòu)造、地震、深部地球物理等多方面調(diào)查研究,認(rèn)為長(zhǎng)江新城構(gòu)造穩(wěn)定性較好,但要重視襄樊—廣濟(jì)斷裂、長(zhǎng)江斷裂、新城—黃陂斷裂隱伏于區(qū)內(nèi)的影響,東部陽邏一帶新構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng);長(zhǎng)江新城歷史地震活動(dòng)較弱,基本不具備發(fā)生Ms≥5級(jí)地震的條件,但需考慮東側(cè)團(tuán)風(fēng)—麻城斷裂可能發(fā)生6級(jí)地震的波及影響。

(2) 巖土體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。長(zhǎng)江新城主要有湖沖積平原、波狀平原、崗狀平原和河湖地貌,更新世以來主要為間歇性升降運(yùn)動(dòng),西北部出露有雙臺(tái)組變質(zhì)巖,其余大部分地區(qū)公安寨組紅層上覆有厚約5～30 m的第四系松散堆積物,總體來說穩(wěn)定性較好。但是湖沖積平原和河湖地貌周邊淤泥層局部>5 m;長(zhǎng)江新城起步區(qū)灄水河以南的區(qū)域由于分布也有隱伏巖溶，巖土體穩(wěn)定性較差。

(3) 地面穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。長(zhǎng)江新城總體來說地面平坦,在調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)顯著的天然滑坡、泥石流和崩塌現(xiàn)象,但東部崗狀平原區(qū)受人類工程活動(dòng)影響,切坡較陡,加之公安寨組紅層穩(wěn)定性較差,受人為活動(dòng)形成不穩(wěn)定邊坡。因此可以認(rèn)為,長(zhǎng)江新城地面基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

8 結(jié)論與建議

長(zhǎng)江新城區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以構(gòu)造穩(wěn)定性分析為主,結(jié)合巖土體穩(wěn)定性和地面穩(wěn)定性,選取了深部地球物理場(chǎng)(f1)、地震活動(dòng)(f2)、斷裂穩(wěn)定性(f3)、現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)(f4)、工程巖組的巖土體結(jié)構(gòu)及特征(f5)、地質(zhì)災(zāi)害條件(f6)六個(gè)一級(jí)指標(biāo),采用模糊數(shù)學(xué)方法將長(zhǎng)江新城區(qū)域地殼穩(wěn)定性分為穩(wěn)定、次穩(wěn)定、次不穩(wěn)定和不穩(wěn)定四個(gè)區(qū),其中穩(wěn)定區(qū)面積256.35 km2,占總面積比例46.2%;次穩(wěn)定區(qū)145.39 km2,占總面積比例26.2%;次不穩(wěn)定區(qū)145.33 km2,占總面積比例26.1%;不穩(wěn)定區(qū)8.32 km2,占總面積比例1.5%。結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)長(zhǎng)江新城從合理開發(fā)利用土地和環(huán)境地質(zhì)問題兩方面提出地學(xué)建議。

(1) 合理開發(fā)利用土地方面：①西北部崗狀平原主要由變質(zhì)巖組成,地下水位以上為堅(jiān)硬土,坡度大部分較緩,為較理想的城市建筑用地。對(duì)地面坡度>6°的地區(qū),可根據(jù)具體情況酌情考慮。②西南部諶家磯一帶第四系以下為碳酸鹽巖,局部巖溶較發(fā)育,重型建筑工程應(yīng)慎重考慮,或需采用工程設(shè)防措施。③東部為崗狀—波狀平原,第四系厚度相對(duì)較薄,為較好的建筑場(chǎng)地,但應(yīng)重視人工切坡影響和建筑物的抗震設(shè)計(jì)。④南部河湖沖積平原軟土分布較多,不宜作建筑物的持力層,應(yīng)經(jīng)處理后使用。⑤隱伏活動(dòng)斷裂復(fù)合部地段,應(yīng)該引起重視,不宜選作重要工程場(chǎng)地,或需要采用工程設(shè)防措施。

(2) 環(huán)境地質(zhì)問題方面：①武湖、長(zhǎng)江北岸、朱家河、灄水河等水體周邊淤泥層較厚,可能發(fā)生河湖塌岸,應(yīng)做好護(hù)坡等措施和植樹造林,增加植被覆蓋率,建議作為城市綠化用地。②對(duì)第四系沉積較厚區(qū)域,應(yīng)注意對(duì)軟土、飽和粉細(xì)砂土、不均勻風(fēng)化土等不良土體的整治。③在第四系掩蓋的斷層展布區(qū),工程地質(zhì)條件復(fù)雜,因此在建筑使用時(shí)應(yīng)盡量避開斷裂帶。④河湖周邊淤泥層局部淤泥較厚,加之填湖造地,易形成地面沉降,這些區(qū)域不宜興建重型建筑物。同時(shí),要加強(qiáng)水資源的統(tǒng)一管理,控制地下水的開采飲用。⑤區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)天然狀態(tài)下較大規(guī)模的地面滑坡現(xiàn)象,受人類工程活動(dòng)造成邊坡失穩(wěn)的危險(xiǎn),應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施。

致謝：感謝湖北省地質(zhì)調(diào)查院劉成新、毛新武教授級(jí)高級(jí)工程師和何仁亮高級(jí)工程師對(duì)論文的審閱！