[摘要] """金沙江干流穿越地形地貌極為復雜和新構(gòu)造運動強烈的青藏高原東南緣,流域內(nèi)發(fā)育了大量的巨型滑坡,使得該地區(qū)的滑坡災害十分嚴重。因此,深入研究金沙江干流滑坡的成因機制對于該區(qū)域的防災減災具有重要意義。本研究通過搜集前人研究資料和遙感影像分析,對金沙江干流巨型滑坡的形成機制進行了深入探討。研究發(fā)現(xiàn),金沙江干流巨型滑坡的形成受多種因素的綜合影響。首先,地形坡度是影響滑坡形成的重要因素,坡度在25°~40°范圍內(nèi)發(fā)生滑坡的概率更高。其次,活動斷裂在滑坡形成過程中起到重要作用,斷裂帶活動會導致巖石變形和破碎,從而增加滑坡發(fā)生的可能性。此外,地層巖性也是影響滑坡的重要因素,它影響著巖土體的物理力學特性和岸坡的應力分布特征,導致區(qū)域穩(wěn)定性的差異,增加了滑坡發(fā)生的可能。在這些因素中,活動斷裂及強震活動在巨型滑坡的形成過程中起到了更為重要的作用。他們可能導致滑坡進一步發(fā)展,甚至引發(fā)流域堵江、潰壩、洪水等連鎖災害。
[關(guān)鍵詞] 金沙江干流; 活動斷裂; 巨型滑坡; 青藏高原東南緣; 防災減災
[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2023-159
基金項目:"國家自然科學基金項目云南聯(lián)合基金重點支持項目(U2002211),國家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項課題(2021FY100104)和中國地質(zhì)調(diào)查項目(DD20221644)聯(lián)合資助。
0 "引言
金沙江是穿過青藏高原東南緣規(guī)模最大的一條河流,河流的深切作用造就了其干流區(qū)域平均嶺谷高差達1500 m以上、地形劇烈起伏且深切峽谷發(fā)育的地貌特征,作為區(qū)域性斷層帶與深切河谷的交切疊加部位,是內(nèi)外動力耦合作用的典型區(qū)域[1],沿金沙江干流地殼運動強烈,活動斷裂帶發(fā)育,多次發(fā)生6級以上強震,頻發(fā)的歷史地震加劇了巖土體結(jié)構(gòu)裂化和強度弱化,導致地震滑坡—堵江事件頻發(fā)[2-3](圖1a,圖1b),如約1.8 kaBP金沙江上游巴塘河段特米古滑坡在地震觸發(fā)下發(fā)生大規(guī)?;瑒樱麦w積約為3.5×107"m3,破壞了農(nóng)田和村莊,失蹤、死亡人數(shù)高達數(shù)千人[4](圖1c);1786年6月1日在四川省瀘定縣得妥鄉(xiāng)金光村發(fā)生了摩崗嶺滑坡,體積約2.4×107"m3的巨大的滑坡體在M7?磨西大地震的引發(fā)下,滑入金沙江后堵塞形成堰塞湖,并于10日后潰決,約10萬人死亡或失蹤[5](圖1d);2018年10月11日和11月3日,西藏自治區(qū)江達縣波羅鄉(xiāng)白格村金沙江右岸附近相繼發(fā)生了2次大規(guī)模的巖體滑坡堵江事件,2次滑坡方量共計約1.3×107"m3,潰壩洪水對下游村莊、農(nóng)田、公路等造成嚴重破壞,并存在再次滑坡-堵江的風險[6-7](圖1e)。這些滑坡事件具有規(guī)模巨大和高風險的特點,可能引發(fā)堵江和潰壩的災害鏈[8]。需要對這些巨型滑坡的發(fā)育特征及其成因機理展開研究,為區(qū)域防災減災工作提供依據(jù)。綜合區(qū)域活斷層作用等因素誘發(fā)重大地質(zhì)災害鏈過程及其災害效應方面的研究現(xiàn)狀與發(fā)展動態(tài)可知[9-12],現(xiàn)有研究通常傾向于認為區(qū)域上同時出現(xiàn)的大規(guī)?;率堑卣鹨l(fā)的[13-14],將活斷層帶附近的巨型滑坡或高速遠程滑坡直接視為地震滑坡[15]。然而,這種觀點未能完全解釋巨型古滑坡的成因,因此古滑坡的地震成因判別一直是古地震滑坡研究的難點[16]。
本文在搜集整理前人數(shù)據(jù)資料和遙感影像解譯基礎(chǔ)上,開展了金沙江干流巨型滑坡發(fā)育特征與形成機理的研究,整理了金沙江干流沿岸前人研究較多的17個巨型滑坡體。通過對強震等因素誘發(fā)巨型滑坡及堵江事件的時空發(fā)育規(guī)律等方面的精細化、定量化研究,實現(xiàn)對巨型滑坡-堵江災害鏈的時空過程恢復,剖析其時空發(fā)育特征,進而揭示金沙江干流與大型斷裂帶交匯處地質(zhì)災害的發(fā)生規(guī)律,為構(gòu)建巨型災害鏈成災模式和機理提供關(guān)鍵地質(zhì)依據(jù)與數(shù)據(jù)支撐,并為區(qū)域重大工程的規(guī)劃建設(shè)和防災減災提供重要的參考價值以及基礎(chǔ)理論指導。
1 "地質(zhì)背景
金沙江流域位于中國西南部,發(fā)源自青藏高原東南邊緣的唐古拉山脈。金沙江自西向東、向南流經(jīng)約2308 km,從(34°45′42.80″N,90°54′14.52″E)流經(jīng)至(25°57′47.78″N,104°38′23.64″E),包括自發(fā)源地至石鼓的上游段、石鼓至攀枝花的中游段以及攀枝花至宜昌的下游段,最終匯入長江。作為長江上游河段,金沙江擁有約5100 m的天然落差[17],理論上可利用的水能資源約為1.12億kW[18]。由于位于印度板塊和歐亞板塊碰撞帶地區(qū),金沙江流域是典型的造山帶地區(qū),山嶺高聳、峽谷險峻,平均海拔超過2000 m(圖2),此處地形復雜、地貌多樣,其中流域上游段落差達2500 m,平均坡降為3.5%;下游段落差為640 m,平均坡降為1.5%。上述特征使得金沙江流域成為地球科學研究的重要區(qū)域。
在滑坡區(qū),出露的巖層主要包括第四紀碎屑沉積(Q4del)、第四紀殘積碎屑土(Q4el)、第四紀沖積礫石(Q4al+pl)以及二疊系-三疊系崗托地層中的麝香石-石英片巖(PT1g)等。這些巖石類型在強度、抗風化程度和易受侵蝕程度方面各不相同,導致斜坡的不穩(wěn)定。
研究區(qū)域內(nèi)存在多條活動斷層,主要包括鮮水河—小江斷裂帶、甘孜—玉樹斷裂帶、德欽—中甸斷裂帶和理塘斷裂帶等。其中鮮水河—小江斷裂帶位于藏東塊體與揚子板塊的邊界,是整個區(qū)域的重要斷裂帶。甘孜—玉樹斷裂帶和理塘斷裂帶也表現(xiàn)出較高的活躍性。與此同時,遠在金沙江干流上游的德欽—中甸斷裂帶則是滇西北地區(qū)的主要斷裂帶。這些斷層系統(tǒng)的運動和應力積累導致邊坡的不穩(wěn)定性,并增加了山體滑坡的風險。此外,該地區(qū)地處地震活躍帶,在活斷層作用下歷史地震頻發(fā)。
2 "數(shù)據(jù)來源及研究方法
在收集和整理前人文獻資料的基礎(chǔ)上,本文總結(jié)了17個代表性巨型滑坡案例,并對金沙江干流滑坡進行了基于Google Earth影像的遙感解譯。同時,利用ArcGIS10.7空間分析工具結(jié)合核密度分析法和克里金空間插值法,將研究區(qū)的坡度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格圖像數(shù)據(jù)(圖3)。本研究使用的高程、坡度等數(shù)據(jù)均來自ASTER GDEM 30M的數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)[19];活動斷層數(shù)據(jù)取自吳中海等人在2018年編輯的1∶500萬《中國及毗臨海區(qū)活動斷裂分布圖》矢量數(shù)據(jù)[20];地震數(shù)據(jù)則來自中國地震臺網(wǎng),包含公元780年以來的5級以上歷史地震數(shù)據(jù);地層數(shù)據(jù)采用了1∶50萬比例尺的數(shù)字地質(zhì)圖作為數(shù)據(jù)來源;水系和流域數(shù)據(jù)采集自中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心。
3 "結(jié)果分析
金沙江流域干流頻繁發(fā)生地質(zhì)災害,其中巨型滑坡以其特有的形態(tài)特征和巨大的規(guī)模給該地區(qū)造成了嚴重的自然災害。巨型滑坡指的是地表或地下的大規(guī)模土石滑動的地質(zhì)現(xiàn)象,通常規(guī)模巨大,可能涉及數(shù)百至上千萬立方米的巖土體積[21]。沿金沙江流域干流地質(zhì)災害頻發(fā)、巨型滑坡多發(fā)。本文主要根據(jù)表1中分類標準對滑坡規(guī)模進行了劃分[22]。
3.1 "成因機制分析
金沙江干流地質(zhì)災害的分布特征一直備受工程地質(zhì)和地質(zhì)災害領(lǐng)域的關(guān)注?;碌某梢驈碗s多樣,其中既包括內(nèi)動力地質(zhì)作用成因,也包括外動力地質(zhì)作用成因。依據(jù)對研究區(qū)地質(zhì)資料的分析和野外實地勘察,認為影響金沙江干流巨型堵江滑坡發(fā)生的因素主要有地形坡度、活動斷裂、地層巖性等。
3.1.1 "地形坡度
本文基于ArcGIS表面分析工具,生成了金沙江干流17個巨型滑坡的坡度,地形坡度的統(tǒng)計分析結(jié)果及其與滑坡數(shù)量統(tǒng)計圖如圖3、圖4所示。
根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示,發(fā)生滑坡的山體的平均坡度介于0°~83.7°之間。其中,坡度在25°~40°之間的山體滑坡事件最為集中,約占滑坡總數(shù)的58.8%,這意味著在該坡度范圍內(nèi)的山體更容易發(fā)生滑坡。相反,坡度低于10°和高于60°的地區(qū)所發(fā)生的災害數(shù)量只占總數(shù)的5.9%。過低的坡度滑坡動力不足不利于斜坡物質(zhì)滑動。同時,王盈等[23]在對藏東南地區(qū)地質(zhì)災害的地形坡度影響分析中發(fā)現(xiàn)山體坡度過高不利于物質(zhì)堆積,這與我們發(fā)現(xiàn)的坡度集中在25°~40°范圍內(nèi)的結(jié)果相一致。
3.1.2 "活動斷裂
研究區(qū)位于印度洋板塊與歐亞板塊的擠壓-俯沖帶,以及側(cè)面擠壓-剪切帶。與此同時,太平洋板塊和菲律賓板塊對中國大陸南部施加推力,導致該地區(qū)的現(xiàn)代構(gòu)造應力場和構(gòu)造活動異常復雜,頻繁發(fā)生地震事件。例如,1786年發(fā)生的摩崗嶺滑坡直接由磨西地震觸發(fā),堵塞大渡河并持續(xù)了10天后潰決[24-26]。滑石板滑坡是地震滯后型滑坡的典型例子,發(fā)生在麗江大地震8個月后[27-29]。
斷裂活動對巨型滑坡的形成起著至關(guān)重要的控制作用。它通過改變地形地貌和巖體結(jié)構(gòu),影響斜坡的應力場穩(wěn)定性,從而誘發(fā)滑坡災害,并為滑坡災害提供物質(zhì)來源[30]。斷裂活動被認為是巨型滑坡災害鏈的根源,也是多期次大規(guī)模古滑坡的主要成因。巨型滑坡的形成與斷層構(gòu)造面的力學和強度密不可分,其運動和應力分布直接影響地層巖石的穩(wěn)定性,從而影響附近斜坡的穩(wěn)定性,增加滑坡發(fā)生的風險。此外,斷層活動還受到地殼抬升、地震以及其他內(nèi)部動力的間接或直接影響,進一步影響巨型滑坡的形成和發(fā)展。為了研究斷層構(gòu)造對金沙江干流巨型滑坡的影響,筆者利用吳中海等[20]在2018年發(fā)表的活動斷層數(shù)據(jù)和中國地震臺網(wǎng)自公元780年至今的地震數(shù)據(jù)繪制了金沙江干流的5級以上地震震中分布圖(圖5)。同時,對金沙江干流巨型滑坡與附近區(qū)域性大型斷層之間的距離進行了統(tǒng)計分析。這可以幫助我們更深入地理解斷層構(gòu)造對滑坡的影響程度,具體結(jié)果見表2。該研究對于我們預測和防范未來可能發(fā)生的地質(zhì)災害具有重要意義。通過進一步研究斷層運動對該地區(qū)地質(zhì)災害的影響,可以提高防災減災的能力,并減少地震和滑坡災害造成的損失。
根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果(表2),活斷層作用下地震觸發(fā)的滑坡為該區(qū)域巨型滑坡災害的主要成因,占總數(shù)的64.7%。此外,在對滑坡規(guī)模與斷裂帶距離的統(tǒng)計(圖6)中,約有17.6%的巨型滑坡發(fā)生在斷裂帶之上,而超過76%的巨型滑坡則發(fā)生在距離斷裂帶5 km范圍內(nèi)。這表明巨型滑坡災害與地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān),其主要原因是該區(qū)域存在許多區(qū)域性斷層,其中一些斷層處于活動狀態(tài)。地質(zhì)構(gòu)造的強烈活動加劇巖體破碎的同時,形成許多次生軟弱面,削弱巖石的力學特性,并促進風化作用,加劇該處松散碎屑物的形成和邊坡的不穩(wěn)定,導致該地區(qū)滑坡災害的發(fā)生。金沙江干流地處青藏高原東南緣,地質(zhì)構(gòu)造單元之間的相對運動差異大,斷裂性質(zhì)多變。這種復雜構(gòu)造分布和強烈的構(gòu)造活動為巨型滑坡災害的發(fā)生提供了重要的形成條件,同時也導致該地區(qū)地震頻繁發(fā)生。
活斷層作用下頻繁的地震活動會破壞邊坡的應力平衡,降低邊坡的穩(wěn)定性,最終導致邊坡失穩(wěn)破壞,形成大量滑坡。此外,活躍的構(gòu)造運動或頻繁的地面震動也會導致巖土體松動,進一步降低邊坡的穩(wěn)定性,在受到降水等誘發(fā)因素影響下,邊坡極有可能發(fā)生失穩(wěn)滑坡。
3.1.3 "地層巖性
地層的巖性和結(jié)構(gòu)為滑坡的發(fā)展提供了有利的地質(zhì)條件,是滑坡發(fā)生的關(guān)鍵因素。不同的巖性對滑坡發(fā)生有不同的影響。具體來說,不同巖性單元在物理力學特性方面有所不同,包括類型、強度、風化程度、耐久性、密度和滲透性[48]。地層巖性是滑坡災害發(fā)生的組成物質(zhì)基礎(chǔ),其組成和性質(zhì)對災害的發(fā)生具有十分重要的作用。
根據(jù)《工程巖石分類標準》(GB/T 50218—2014)以及杜國梁"[49]在研究中得出的結(jié)果,結(jié)合對1∶50萬比例尺地質(zhì)圖的地層巖性分析,我們對研究區(qū)的巖性進行了劃分,將其分為4個地質(zhì)巖性分組,分別是堅硬巖類、較堅硬巖類、軟弱巖類和松散土類。具體的巖性劃分見表3。由于較軟巖類和軟巖類抗風化能力較弱,我們將原有的較軟巖和軟巖合并為軟弱巖類;極軟巖類多為全風化,不易區(qū)分,同時,考慮到研究區(qū)谷底有較大面積的第四系覆蓋物,因此將其歸為松散土類。研究區(qū)的地質(zhì)巖性與滑坡關(guān)系的統(tǒng)計見圖7。在統(tǒng)計過程中,發(fā)現(xiàn)金沙江干流的巨型滑坡大多發(fā)生在巖質(zhì)斜坡,主要包括灰?guī)r、砂巖、黑云母石英片巖、大理巖、花崗巖、閃長巖等。這些巖層多發(fā)育有斷層和褶皺,在動力作用的影響下容易沿軟弱巖層滑動。同時,金沙江干流以較堅硬的巖性為主,但巖石多為高度蝕變且?guī)r體破碎。我們認為金沙江干流巖體雖然巖性堅硬,但卻頻繁發(fā)生滑坡,是由于該地處于印度板塊、歐亞板塊的碰撞隆起區(qū),構(gòu)造復雜,斷裂發(fā)育,導致巖石破碎,利于滑坡的發(fā)生。
綜上所述,地形坡度、活動斷裂、地層巖性等因素在巨型滑坡的發(fā)展中起著關(guān)鍵的控制作用。在青藏高原東南緣,斷裂的發(fā)育程度高,活動性強,地層巖性復雜,山勢陡峭,河流系統(tǒng)發(fā)達。此外,人類工程活動的不斷增加也推動了金沙江兩岸滑坡的發(fā)生。在這些影響因素的作用下,該處巨型滑坡災害呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。通常,高山峽谷、河流切割強烈的地區(qū)、以灰?guī)r、玄武巖等堅硬巖類為主的地區(qū)、以綠片巖、片麻巖為主的較堅硬巖類分布的地區(qū)、以及斷裂帶分布區(qū)和活動構(gòu)造強烈地區(qū)以及人類活動頻繁的地區(qū),更容易發(fā)生滑坡。
3.2 "滑坡時空分布
3.2.1 "時間分布特征
金沙河流域的滑坡分布范圍廣、活動斷裂發(fā)育,滑坡由多期次地震觸發(fā)。本文通過收集大量歷史文獻資料,確定流域內(nèi)滑坡的發(fā)生時間,研究區(qū)巨型滑坡的形成時間及相應地質(zhì)年代見表4。
根據(jù)整理的數(shù)據(jù),金沙江干流17處巨型堵江滑坡的形成時間跨度,從晚更新世以前至2018年。根據(jù)時代進行分類,大部分巨型滑坡形成于全新世,其中金沙江上游的巨型滑坡分布于各個時間段,這可能與上游的地形地貌有關(guān),而金沙江中游和下游的滑坡多發(fā)生于更新世-全新世時期。根據(jù)搜集到的巨型滑坡及其發(fā)生時間做統(tǒng)計圖(圖8),顯示近一萬年內(nèi)巨型滑坡數(shù)量明顯較多。
3.2.2 "空間分布特征
以研究區(qū)2022年谷歌影像為底圖,結(jié)合大量文獻資料及遙感影像,對金沙江干流的滑坡災害進行了統(tǒng)計和分析。利用ArcGIS軟件提取了干流巨型滑坡災害的點密度,并生成研究區(qū)巨型滑坡災害核密度分布圖(圖9),以揭示金沙江干流滑坡災害的分布特征和空間分布規(guī)律。從圖中可以明顯看出,研究區(qū)巨型滑坡呈現(xiàn)出“小范圍聚集”的整體空間分布特征,形成了兩個相對集中的滑坡分布區(qū)。
通過對金沙江干流巨型滑坡進行分河段統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)滑坡分布不均,生成的核密度分布圖也呈現(xiàn)出同樣的特點。同時,密度圖顯示,巨型滑坡多分布在金沙江干流的上游,且滑坡數(shù)量較多、密度較大,約占統(tǒng)計滑坡數(shù)量的70.6%。根據(jù)DEM圖顯示,金沙江上游高程相對較高,平均在2500 m以上,而金沙江下游河床較寬,水流相對較弱,且高程多在1300 m左右。因此,推測由于金沙江上游地形起伏較大,滑坡在此段更為集中。
4 "討論
4.1 "巨型古滑坡成因機制分析
前人研究認為,巨型古滑坡的發(fā)生受到多種因素的控制[45,49,58-59],沿金沙江干流的巨型古滑坡主要受到鄰近活動斷裂的控制,如黃健等[60]和龍維等[61]調(diào)查了金沙江上游巴塘河段的特米古滑坡的成因機制,通過地震參數(shù)反分析方法,認為該滑坡很可能是由全新世晚期雄松—蘇哇龍斷層的活動引發(fā)的地震觸發(fā)的大型滑坡,導致了金沙江的堵塞。此外,通過李忠等[62]對金沙江下游白鶴灘水庫內(nèi)巧家古滑坡的成因機制進行了調(diào)查研究,結(jié)合使用了EH4大地電磁探測方法和鉆探的方法,推測巧家巨型古滑坡可能是由于小江斷裂帶強烈的左旋走滑作用所導致,斷裂帶的運動引起了巧家東側(cè)山地的持續(xù)性構(gòu)造抬升,并在巨大地震活動的觸發(fā)下形成了巨型滑坡。然而,在同等內(nèi)外動力觸發(fā)條件下,存在持續(xù)形變的斜坡更容易失穩(wěn)滑動[63],如2017年四川茂縣新磨村滑坡后壁巖土體存在長期持續(xù)形變[64],2018年甘肅舟曲江頂崖滑坡體在幾十年內(nèi)均有持續(xù)形變[65-68],2018年金沙江白格滑坡更經(jīng)歷了50年以上的長期形變過程[69-70]。同時,降雨,特別是暴雨,是引發(fā)滑坡活動的主要觸發(fā)因素之一。林孝松[58]研究發(fā)現(xiàn)區(qū)域性大范圍、持續(xù)時間較長的雨季或暴雨天氣往往會導致大量滑坡的發(fā)生。據(jù)史料記載,公元1029年的明嘉靖二十一年,新灘一帶遭遇了長時間暴雨,導致新灘北岸山體崩塌、江河堵塞達82年之久,嚴重影響當?shù)鼐用裆?sup>[71];1975年8月8—10日,湖北秭歸縣遭遇暴雨,雨量達到300 mm,引發(fā)了大規(guī)模的滑坡,造成了嚴重的災害,據(jù)統(tǒng)計達到876處[72];日本在1981年和1982年統(tǒng)計的198處滑坡中,有195處是由降雨引發(fā)的,占總數(shù)的98%[72-73]。除上述影響,潰決洪水也是巨型滑坡的重要影響因素。在金沙江流域,部分邊坡在內(nèi)外動力作用下失去穩(wěn)定性,而上游已經(jīng)堵塞的堰塞壩隨著水位的持續(xù)上升,一旦潰壩,洪水將對下游邊坡產(chǎn)生巨大的沖擊,從而促使不穩(wěn)定的坡體發(fā)生滑動,進而引發(fā)下游的滑坡事件[59]。因此,巨型古滑坡的發(fā)生是多種因素控制的,為了確定其主控因素,需要進行精確的形成年代測定,并與鄰近活動斷層的古地震和古氣候記錄進行詳細對比研究。
近年來,為了獲得古滑坡的形成年代,主要使用了一些長時間尺度測年方法,如14C[74-75]、光釋光[76]和宇宙成因核素[77]等。此外,國內(nèi)外學者對東南緣活動斷裂進行了詳細的研究,但受限于第四系沉積物保存不完整和古地震記錄缺失的影響,古滑坡與活動斷裂的對比存在困難。因此,對青藏高原東南緣活動斷裂進行深入的古地震研究至關(guān)重要。
4.2 "時空耦合關(guān)系
根據(jù)數(shù)據(jù)整理和圖表分析,我們發(fā)現(xiàn)巨型滑坡主要發(fā)生在全新世以來。近年來的研究指出[78-81],全新世期間金沙江流域可能經(jīng)歷了河流階地形成、河谷侵蝕等地質(zhì)過程,這可能導致流域河道持續(xù)下切,加劇地貌的高差,從而引發(fā)滑坡增多。此外,全新世以來金沙江流域的氣候變化以及經(jīng)濟快速發(fā)展和重建等人類活動的影響,也可能是這一時期滑坡頻發(fā)的原因之一。古滑坡由于歷經(jīng)時間較長,受到了長期的地質(zhì)作用,很多古滑坡沉積物難以保存完整,因此所統(tǒng)計的古滑坡多形成于全新世。
根據(jù)前文核密度分布圖(圖9),可以看到有2個主要的核密度集中區(qū),分別是沃達—奔子欄段和新馬鄉(xiāng)—巧家段。沃達—奔子欄段的巨型滑坡發(fā)育數(shù)量較多,主要受到巴塘斷裂、德欽—中甸斷裂、金沙江斷裂帶的明顯控制,同時西部發(fā)育的理塘斷裂也可能對該區(qū)域產(chǎn)生影響。上述斷裂帶分布在沃達—奔子欄段的北部、南部和中部,而理塘斷裂雖然相隔較遠,但也位于該河段的東側(cè)附近。推測這些斷裂帶的存在使巖體變得更加松散、破碎,節(jié)理、裂隙也更加發(fā)育,從而增加了該區(qū)域巨型滑坡的發(fā)生風險[82-84]。而金沙江干流下游段位于巧家附近的小型密度集中區(qū),該區(qū)域位于金沙江干流梯級水電站的第二個梯級,地處川滇塊體與華南地塊的交界處,該區(qū)域的斷裂帶分布錯綜復雜,小江斷裂、則木河斷裂、大涼山斷裂等多條大型斷裂在此交匯[85],推測該區(qū)域受到金沙江下游大型水電工程和斷裂帶影響(圖10)。金沙江流域下游自上而下依次建有烏東德水電站、白鶴灘水電站、溪洛渡水電站和向家壩水電站,4個水電站的開工時間依次為2017年、2013年、2005年和2006年,而文中統(tǒng)計的巧家段巨型滑坡的形成年代都在全新世早期,遠早于該河段大型水電工程的建設(shè)時間,因此排除了大型水電工程對此段滑坡形成的影響。此外,該地區(qū)的斷裂帶活動性較強,包括長約450 km的小江斷裂帶,是一條強烈破壞性地震帶,在近300年內(nèi)發(fā)生了4次7級以上地震和1次8級以上地震[86-87]。則木河斷裂帶北端與安寧河斷裂相連,南端與小江斷裂帶相交,歷史上也是中強震頻發(fā)地帶[88]。大涼山斷裂帶是一條新生構(gòu)造帶,歷史地震記錄顯示其活動性相對較弱,但目前已積累了相當?shù)牡卣鹉芰?,斷裂帶南段及周邊區(qū)域現(xiàn)在具有較高的地震活動可能性[89-90]。
5 "主要結(jié)論和認識
本文以金沙江干流搜集整理到的巨型滑坡為例,通過遙感影像分析方法,結(jié)合前人研究成果,綜合分析了其分布特征和影響因素,并得出以下主要結(jié)論:
(1)根據(jù)收集的資料和遙感影像解譯,共統(tǒng)計出金沙江干流前人研究較多且具有代表性的17個巨型滑坡災害。這些滑坡的分布呈現(xiàn)明顯的區(qū)域性和分段集群性,主要分布在上游地區(qū),而在中下游地區(qū)較為稀疏,以上分布特征與研究區(qū)構(gòu)造背景密切相關(guān),主要受到活動斷裂的影響。
(2)對滑坡發(fā)育與地形地貌、活動斷裂之間的關(guān)系進行統(tǒng)計分析后結(jié)果顯示,滑坡發(fā)育主要集中在坡度為25°~40°的區(qū)域。此外,隨滑坡與斷裂、震中之間的距離增大,滑坡災害數(shù)量減少,巨型滑坡易發(fā)性降低。
(3)滑坡主要發(fā)生在高山峽谷地貌和河流切割作用強烈的地區(qū),主要分布在玄武巖、板巖、大理巖等堅硬巖石和綠理巖、片麻巖等發(fā)生蝕變的較堅硬巖石區(qū)。
(4)在本文提到的滑坡的影響因素中,活動斷裂及強震活動在巨型滑坡的形成過程中起到了更為重要的作用。
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Development characteristics and formation mechanism of giant landslides on the main stream of the Jinsha River
Jiang Jiaqi1, 2, 3, Wu Zhonghai1, 3, *, Huang Xiaolong1, 4, Huang Feipeng1, 3, Wang Shifeng1, 3
1. Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China
2. School of Earth Sciences, China University of Geosciences (Wuhan), Hubei Wuhan 430074, China
3. Key Laboratory of Active Tectonics and Geological Safety, Ministry of Natural Resources, Beijing 100081, China
4. Changjiang Survey, Planning, Design and Research Co., Ltd., Hubei Wuhan 430073, China
[Abstract] """"The main stream of the Jinsha River traverses the highly complex topography and intense neotectonic movement of the southeastern edge of the Qinghai-Tibet Plateau, where a large number of giant landslides have formed, resulting in severe landslide disasters in the region. Therefore, in-depth investigation into the formation mechanisms of these landslides along the main stream of the Jinsha River is of paramount significance for disaster prevention and mitigation in this area. This study conducts a comprehensive exploration of formation mechanisms of these giant landslides using a combination of literature review and remote sensing image analysis. The findings reveal that the formation of giant landslides along the main stream of the Jinsha River is influenced by multiple factors. Firstly, topographical slope plays a crucial role, with a higher probability of landslide occurrence in the range of 25° to 40°. Secondly, active faults significantly contribute to the landslide formation process, as fault zone activity can lead to rock deformation and fragmentation, thus increasing the likelihood of landslide occurrence. Furthermore, the lithology of rock strata is also a key factor influencing landslides, impacting the physical and mechanical properties of rock-soil mass and the stress distribution characteristics of the slope, resulting in regional stability differences and an increased potential for landslides. These factors can lead to further development of landslides, and even trigger chain disasters such as river blockage, dam breach, and flooding in the basin.
[Keywords] main stream of the Jinsha River; active faults; giant landslides; southeastern edge of the Qinghai-Tibet Plateau; disaster prevention and mitigation