黔東南淺變質(zhì)碎屑巖區(qū)斜坡地質(zhì)災害發(fā)育模式

王康年，龍 煒，吳文剛，王 云，黃 燁，楊秋平

貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0一地質(zhì)大隊

貴州地層主要由沉積巖、淺變質(zhì)沉積巖組成，火成巖和深變質(zhì)巖很少[1]，是巖溶大省。其中新元古界青白口系（Pt31）弧后盆地相和裂槽濱淺海-盆地相以陸源碎屑沉積為主的淺變質(zhì)沉積巖，出露面積20 861.8 km2，占全省國土面積的11.8%；與下伏青白口系同為海相沉積且沉積連續(xù)的南華系（Pt32）地層，以碎屑巖為主的沉積巖大部分淺變質(zhì)，出露面積3 224.4 km2，占全省國土面積的1.8%。新元古界青白口系、南華系淺變質(zhì)沉積巖（按原巖沉積巖類劃分，以下簡稱“淺變質(zhì)碎屑巖”），是貴州境內(nèi)出露的最老地層，二者出露面積共計24 086.2 km2，占全省國土面積的13.6%，主要集中出露在貴州東部的黔東南地區(qū)（見圖1）。

圖1 貴州淺變質(zhì)碎屑巖分布示意圖

黔東南境內(nèi)青白口系（Pt31）、南華系（Pt32）淺變質(zhì)碎屑巖地層出露面積20 313.5 km2，占全省國土面積的11.53%，占全州國土面積的66.96%，其出露面積占全省淺變質(zhì)碎屑巖出露區(qū)面積的84.3%，是貴州名副其實的淺變質(zhì)巖分布區(qū)。截至2018年，黔東南16縣（市）共有地質(zhì)災害隱患1 520處，其中淺變質(zhì)碎屑巖區(qū)地質(zhì)災害隱患875處，占全州地質(zhì)災害總數(shù)的57.6%，是黔東南地區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育的主要區(qū)域。境內(nèi)淺變質(zhì)碎屑巖區(qū)地質(zhì)災害類型以滑坡為主，計816處，占總數(shù)的93.26%；其次為崩塌和泥石流[2]。

黔東南淺變質(zhì)碎屑巖區(qū)其大面積地層巖性單一，在降雨和人類工程活動等綜合因素影響下，發(fā)育的地質(zhì)災害類型單一（斜坡類地質(zhì)災害），以小型規(guī)模淺層土質(zhì)滑坡為主，具有隱蔽性強、邊界特征不明顯的特征，常成群、成帶分布，危害性大。因此，綜合研究該區(qū)斜坡類地質(zhì)災害發(fā)育分布規(guī)律、變形破壞機理，指導該區(qū)或類似地區(qū)地質(zhì)災害防治工作具有重要的意義。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況

1.1 地理位置及地形地貌

研究區(qū)位于貴州省東南部，下轄凱里市、臺江縣等16縣（市），國土面積3.033 7 萬km2。地理坐標E：107° 52′16″～109° 35′26″，N：25°18′34″～27°17′04″。

區(qū)內(nèi)地處我國云貴高原（二級地勢階梯）向湘桂丘陵（三級地勢階梯）過渡斜坡地帶，地勢西高東低。山地縱橫，峰巒連綿，溝壑遍布，總體上為低中山—丘陵地貌，屬中等切割區(qū)。最高點位于中偏西部的雷公山，海拔高程2 179 m，系貴州境內(nèi)第三高山；最低點位于南東角黎平縣地坪鎮(zhèn)水口河出境處，海拔高程148 m，為貴州省海拔最低點；境內(nèi)相對高差2 031 m。

1.2 氣象水文

研究區(qū)屬中亞熱帶，冬潮濕夏季半濕潤型季風氣候區(qū)，四季分明。多年平均氣溫14.5～18.4 ℃，極端最高溫39.2 ℃，極端最低溫-10.4 ℃。多年平均降雨量1 247.4 mm，多年平均降雨量最大曾達2 290.7 mm，汛期為每年4—10月。

區(qū)內(nèi)水系發(fā)達，河網(wǎng)稠密，有983條河流，多年平均年徑流量192.1億立方米。以清水江、舞陽河、都柳江為主干流，呈樹枝狀展布于各地。河流分屬兩大水系，苗嶺以北的清水江、舞陽河屬長江流域的沅江水系，流域面積占70.99%；苗嶺以南都柳江屬珠江流域的柳江水系，流域面積占29.01%。

1.3 地層巖性

研究區(qū)境內(nèi)地層出露震旦系至第四系、南華系及青白口系地層。其中，侏羅系-新近系地層為陸相碎屑沉積巖；震旦系-三疊系下統(tǒng)地層以海相碳酸鹽巖為主，夾海相碎屑巖；南華系、青白口系地層以海相陸源碎屑巖為主，次為火山巖及火山碎屑巖，少量碳酸鹽巖，二者為海相連續(xù)沉積，均不同程度淺變質(zhì)，分布面積占全州國土面積的66.96%。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造與地震

研究區(qū)構(gòu)造位置主要處于榕江開闊復式構(gòu)造變形區(qū)、黎平緊閉復式褶皺構(gòu)造變形區(qū)（貴州五級構(gòu)造分區(qū)）。構(gòu)造形跡主要有褶皺、斷層、劈理、韌性剪切帶、平行不整合、角度不整合等。斷裂構(gòu)造以北北東向和北東向為主。

研究區(qū)地震動峰值加速度小于0.05 g，地震動反應譜特征周期0.35 s，地震烈度Ⅵ度，區(qū)域地殼穩(wěn)定。

1.5 水文地質(zhì)工程地質(zhì)特征

研究對象南華系、青白口系淺變質(zhì)碎屑巖及第四系土層，可劃分為硬質(zhì)巖類、軟質(zhì)巖類及松散巖類三大類型。

地下水類型包括基巖裂隙水和松散巖類孔隙水兩大類。基巖裂隙水以風化裂隙、構(gòu)造裂隙水為主，富水性較差，含水性不均一，動態(tài)變化大，排泄主要受巖性、構(gòu)造、地貌控制，以線狀排泄和面狀排泄為主。

2 斜坡地質(zhì)災害發(fā)育分布規(guī)律

2.1 地質(zhì)災害現(xiàn)狀

截至2018年12月，黔東南淺變質(zhì)碎屑巖區(qū)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災害隱患875處，占全州地質(zhì)災害總數(shù)的57.6%，隱患類型以滑坡為主（見圖2），計816處（包括發(fā)展趨勢為滑坡的不穩(wěn)定斜坡327處），占總數(shù)的93.26%，其次為崩塌、泥石流。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)災害類型

2.2 地質(zhì)災害發(fā)育分布規(guī)律

2.2.1 集中區(qū)域分布特征明顯

研究區(qū)以滑坡為主要類型的地質(zhì)災害，主要集中分布在中部的雷山縣（131處）、劍河縣（98處），南部的榕江縣（141處）、從江縣（109處）和東部的錦屏縣（75處）等地，在陡坡區(qū)、高海拔區(qū)集中分布特征明顯（見圖3）。

圖3 研究區(qū)地質(zhì)災害分布與海拔高程關(guān)系示意圖

2.2.2 呈帶狀分布特征明顯

研究區(qū)地質(zhì)災害縱向上沿近南北向、北東向斷裂構(gòu)造呈帶狀密集分布（見圖4），橫向上沿清水江、都柳江兩大河流沿岸呈帶狀密集分布。

圖4 研究區(qū)地質(zhì)災害分布與斷裂構(gòu)造關(guān)系示意圖

2.2.3 季節(jié)性頻發(fā)特征明顯

研究區(qū)滑坡、崩塌、泥石流地質(zhì)災害集中發(fā)生在每年主汛期4—8月，主要受強降雨、持續(xù)降雨影響所致。

2.2.4 發(fā)生規(guī)模小破壞性不大特征明顯

研究區(qū)斜坡土層厚度通常小于5 m，斜坡上喬木植被根系發(fā)育在一定時段內(nèi)具有固坡作用（提高土層的粘聚力），發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流地質(zhì)災害規(guī)模小，所以破壞性相對小，造成群死群傷事件不多。

3 斜坡地質(zhì)災害發(fā)育模式

3.1 研究區(qū)斜坡變形破壞基本類型

貴州山區(qū)斜坡的變形、破壞模式，取決于斜坡巖土體結(jié)構(gòu)類型，據(jù)劃分[3]，黔東淺變質(zhì)碎屑巖區(qū)斜坡類型主要有均質(zhì)或似均質(zhì)斜坡、基覆界面型斜坡和塊狀斜坡三種類型。而斜坡類地質(zhì)災害變形模式主要有三種基本類型，即蠕滑（滑移）式、拉裂式和傾倒式。受坡形和坡體結(jié)構(gòu)特征影響，三種基本類型往往不是孤立存在，通常以組合形式存在，主要有土質(zhì)或類土質(zhì)斜坡蠕滑-拉裂型和巖質(zhì)斜坡拉裂-傾倒型、滑移-拉裂型三種組合類型（見表1）。

表1 研究區(qū)巖土體結(jié)構(gòu)類型與變形破壞模式

按照國內(nèi)常用分類習慣，滑坡、崩塌是黔東南淺變質(zhì)碎屑巖區(qū)斜坡破壞的基本類型，其中以滑坡（剪切破壞）為主，崩塌（拉斷破壞）次之。

3.2 地質(zhì)災害主要發(fā)育模式

研究區(qū)斜坡在非正常的加速演化過程中，往往存在著控制其坡體穩(wěn)定性的主控結(jié)構(gòu)面或部位，最先破壞的結(jié)構(gòu)面或部位，稱之為弱結(jié)構(gòu)面或弱面。根據(jù)典型地質(zhì)災害統(tǒng)計，研究區(qū)崩滑地質(zhì)災害主控因素（發(fā)育模式）主要為弱面控制型和復合型兩種基本類型。

區(qū)內(nèi)以弱面控制型和復合型為主要類型的兩種典型崩滑地質(zhì)災害發(fā)育模式，與區(qū)內(nèi)斜坡結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)，初步建立了研究區(qū)4個子類型7種典型崩滑災害形成機制示意圖譜（見表2）。

表2 研究區(qū)崩滑地質(zhì)災害主要發(fā)育模式及形成機制示意圖譜

4 結(jié)論與建議

通過研究[2]，黔東南淺變質(zhì)碎屑巖區(qū)現(xiàn)狀地質(zhì)災害以小型淺層土質(zhì)滑坡為主，具有區(qū)域集中、帶狀集中分布和季節(jié)性頻發(fā)的特點，建立了研究區(qū)兩大類型4子類型發(fā)育模式7種典型崩滑地質(zhì)災害形成機制示意圖譜，對指導研究區(qū)及類似區(qū)域地質(zhì)災害防治工作具有重要的指導意義。

研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件具有一定的特殊性、典型性和代表性，地質(zhì)災害發(fā)育分布規(guī)律也具有一定代表性。然而，研究區(qū)雨量充沛，自然陡斜坡植被發(fā)育，特別是高大喬木（古樹）根系發(fā)達，百年屹立不倒，是當?shù)氐摹氨Ｕ瘶洹薄帮L水樹”，專家學者也逐漸意識到[4-8]，植物根系對斜坡巖土體的作用并不是簡單的“根劈”破壞作用，在一定時間段內(nèi)（數(shù)十年甚至數(shù)百年），起到提升巖土體粘聚力即提升斜坡巖土體穩(wěn)定性的有利作用。顯然，國內(nèi)外對天然植被根系固坡（護坡）作用方面的理論和實踐研究仍是空白，建議今后應加強這方面的研究。