揭秘活動斷裂帶的(de)滑坡災害形成機(jī)制(zhì)與危害

發布時(shí)間(jiān)：2020-12-21

作(zuò)者：

郭長(cháng)寶 袁浩 倪嘉偉 楊志(zhì)華 吳中康
　　活動斷裂又(yòu)稱活動斷層，一(yī)般是(shì)指晚更新世（12.6萬年(nián)）以來(lái)曾經活動過，或現(≤xiàn)今正在活動，并且在将來(lái)一(yī)段時(shí)間(jiān)仍有(yǒu)可(kě)能(néng)活動的(de)斷裂。活動斷≈裂往往沿一(yī)個(gè)方向組成帶狀延伸發育，構成活動斷裂帶，大(dà)型活動斷裂帶一(yī)般寬5千米~10千米，延伸幾百千米以上(shàng)，世界上(shà♥ng)最長(cháng)的(de)斷裂帶是(shì)東(dōng)非大(dà)裂谷，它由闆塊張裂形成，綿延近(jìn)6000千米，長(cháng)度約為(wèi)地(dì)球周長(chán>g)的(de)1/7，最大(dà)寬度可(kě)達幾十千米至二百千米，從(cóng)衛星照(zhào)片上(shàng)看(kàn)猶如(rú)地(dì)球 的(de)一(yī)道(dào)巨大(dà)傷疤。活動斷裂帶在我國(guó)也(yě)密集分(fēnδ)布，如(rú)著名的(de)龍門(mén)山(shān)斷裂帶、紅(hóng)河(hé)斷裂帶、郯廬斷裂帶和(hé)鮮水(shuǐ)河(hé)★斷裂帶等。
　　活動斷裂帶往往是(shì)不(bù)同闆塊、不(bù)同地(dì)塊的(de)結合帶，是(shì)地(dì)殼的÷(de)相(xiàng)對(duì)薄弱帶，而且活動斷裂帶內(nèi)應力場(chǎng)複雜(zá)，除了(le)誘發極為(wèi)嚴重的(de)地(dì)震災害、δ斷錯(cuò)建設于其上(shàng)的(de)建築外(wài)，活動斷裂帶也(yě)是(shì)崩塌、滑坡、泥石流等地(dì)質災害的(de)集中發育帶。據統計(j∏ì)，我國(guó)已查明(míng)的(de)近(jìn)30萬處滑坡災害隐患點中，約有(yǒu)接近(jìn)一( yī)半位于活動斷裂密集發育的(de)西(xī)南(nán)高(gāo)山(shān)峽谷區(qū)。
揭秘活動斷裂帶的(de)滑坡災害形成機(jī)制(zhì)與危害
　　滑坡是(shì)一(yī)種破壞性極強的(de)外(wài)動力地(dì)質災害，主要(yào)是(shì)指斜坡上(shàng)的(de)岩土(tǔ✔)體(tǐ)在降雨(yǔ)、人(rén)類工(gōng)程擾動、地(dì)震等作(zuò)用(yòng)α下(xià)發生(shēng)快(kuài)速下(xià)滑的(de)一(yī)種自(zì)然現(xiàn)象，往往造成人(rén)員(yαuán)傷亡、田地(dì)毀壞、房(fáng)屋掩埋、河(hé)流堵塞等嚴重災難，而沿著(zhe)斷裂帶發育π的(de)滑坡災害，更具有(yǒu)規模大(dà)、速度快(kuài)、複發頻(pín)繁等特點。如(rú)2000年(nián)5月(yuè)，沿嘉黎-察隅斷裂帶發生♠(shēng)舉世聞名的(de)易貢高(gāo)位遠(yuǎn)程滑坡，堵塞易貢藏布江，并在一(yī)個(gè)月(yuè)後潰壩摧毀了(le)下(xià)遊20多(duō)座橋梁，↕造成100多(duō)人(rén)死亡，5000多(duō)人(rén)無家(jiā)可(kě)歸的(de)重大(dà)災害；2008年(nián‍)，沿龍門(mén)山(shān)斷裂發生(shēng)的(de)汶川8級強震，誘發滑坡2萬餘處，誘發的(de)大(dà)光(guāng)包滑坡體(tǐ)積達11億立方米，整個(gè&)山(shān)頭發生(shēng)了(le)約1.7千米的(de)高(gāo)速滑動，為(wèi)π我國(guó)有(yǒu)史料記載以來(lái)規模最大(dà)的(de)滑坡，也(yě)是(shì)目前世界上(shàng)已知(zhī)為(wèi)數(shù)不(bù★)多(duō)的(de)幾個(gè)超大(dà)規模滑坡之一(yī)；2018年(nián)10月(yuè)和(hé)11月(yuè)先後兩次發生(shēng)滑動的​(de)西(xī)藏白(bái)格滑坡也(yě)位于金(jīn)沙江斷裂帶內(nèi)，其造成了(le)近(jìn)百億元的(de$)經濟損失，最大(dà)影(yǐng)響範圍到(dào)達白(bái)格滑坡下(xià)遊700餘千米&的(de)雲南(nán)虎跳(tiào)峽一(yī)帶。這(zhè)些(xiē)地(dì)質災害實例表明(míng)，活動斷裂帶內(nèi)滑坡♠災害發育密集且危害嚴重，已經給人(rén)類生(shēng)命财産安全造成極大(dà)威脅。
　　為(wèi)什(shén)麽沿活動斷裂帶滑坡災害極為(wèi)發育、危害如(rú)此嚴重呢(ne)？
　　首先，活動斷裂帶內(nèi)曆史構造活動頻(pín)繁，在構造擠壓和(hé)走滑等作(zuò)用(yòng)下(xià)，斷裂帶內(nèi)岩體(tǐ)極為(™wèi)破碎，為(wèi)滑坡災害的(de)發生(shēng)提供了(le)基本岩體(tǐ)條件(jiàn)。
　　地(dì)球的(de)形成經曆了(le)極其漫長(cháng)複雜(zá)的(de)過程，形成了(le)不(bù)同類型的(de)岩漿岩、☆沉積岩和(hé)變質岩。在未受外(wài)界條件(jiàn)擾動之前，花(huā)崗岩、砂岩等岩體(tǐ)完整性好(hǎo)、力學強度極高(gāo)，而在斷裂活動、地(dì)震擾動♠後，其岩體(tǐ)力學強度發生(shēng)急劇(jù)變化(huà)，多(duō)為(wèi)原岩強度的(de)1/3↓~1/5，所以沿活動斷裂帶也(yě)成為(wèi)了(le)地(dì)質災害高(gāo)易發區(qū)。地(dì)質工(gōng)作(zuò)者開(kāi)展了(le)地(dì)質災害高™(gāo)易發區(qū)的(de)1∶5萬地(dì)質災害調查與填圖，建立了(le)地(dì)質災害數(shù)據庫，"研究發現(xiàn)在鮮水(shuǐ)河(hé)活動斷裂帶、巴塘活動斷裂帶等活動性較強的(de)活動斷裂帶內(nèi)，滑坡災害在越靠近(jìn)斷'裂的(de)地(dì)方發育越密集，如(rú)鮮水(shuǐ)河(hé)斷裂帶兩側各10千米的(de)調查範圍內(nèi)，約有(yǒu)80%的(de)滑坡災害發生(shβēng)在距斷裂帶3千米範圍內(nèi)，同時(shí)約有(yǒu)1/3的(de)地(dì)質災害發育于距斷裂帶φ500米範圍內(nèi)，鮮水(shuǐ)河(hé)斷裂帶直接穿越并控制(zhì)著(zhe)55道(dào)班滑坡、呷拉宗滑坡等目前正在強烈變形的(de)滑坡。鑽探表明(m↔íng)，組成這(zhè)些(xiē)滑坡災害的(de)岩體(tǐ)結構極為(wèi)破碎，已失去(qù)原岩結構，部分(fēn)岩體(tǐ)的(de)強度僅為(wèi)粘性土(÷tǔ)的(de)程度。在降雨(yǔ)、地(dì)下(xià)水(shuǐ)滲流活動作(zuò)用(yòng)下(xià)，其強度€會(huì)降至更低(dī)，為(wèi)滑坡的(de)形成和(hé)發育提供了(le)內(nèi)在因素。因此活動斷裂帶區(qū∞)域內(nèi)一(yī)旦受降雨(yǔ)入滲、河(hé)流侵蝕、人(rén)類活動擾動、地(dì)震等作(zuò)用(yòng)，便容易觸發大(dà)規模的(de)滑坡災↔害，造成極大(dà)損失。
　　其次，活動斷裂的(de)蠕滑造成斜坡應力場(chǎng)複雜(zá)，導緻斜坡失穩破壞形成滑坡災害。
　　根據斷裂的(de)活動方式差異，活動斷裂主要(yào)有(yǒu)蠕滑活動和(hé)粘滑活動兩種類型，我們常見₽(jiàn)的(de)地(dì)震即是(shì)在斷裂粘滑作(zuò)用(yòng)下(xià)形成的(de)災害。
　　斷裂蠕滑是(shì)指斷裂帶的(de)兩盤以微(wēi)小(xiǎo)的(de)速率發生(shēng)相(xiàng)反方向↕的(de)位錯(cuò)，如(rú)渾河(hé)斷裂每年(nián)平均活動距離(lí)約為(wèi)1毫米，僅為(wèi)2根頭發絲的<(de)寬度；鮮水(shuǐ)河(hé)斷裂帶蠕滑速率平均為(wèi)每年(nián)7毫米~10毫米，僅為(wèi)小(xiǎo)拇指>的(de)寬度。雖然蠕滑型斷裂的(de)活動速率通(tōng)常較小(xiǎo)，但(dàn)是(shì)λ它會(huì)導緻穿越于其中的(de)斜坡應力場(chǎng)發生(shēng)轉變，在長(cháng)時(shíφ)間(jiān)作(zuò)用(yòng)下(xià)會(huì)引起斜坡的(de)失穩變形破壞。在安甯河(hé)斷裂每年(nián)約6.5毫米的(de)活動作(zuò)用(y≠òng)下(xià)，引起了(le)沿斷裂帶5千米內(nèi)的(de)應力場(chǎng)異常、岩體(tǐ)結構破碎，σ地(dì)質災害極為(wèi)發育，沿斷裂帶發育泥石流溝144條、滑坡45個(gè)；2018年(nián)7月(yuè)‌29日(rì)，雅西(xī)高(gāo)速公路(lù)石棉縣境內(nèi)發生(shēng)兩次山(shān)體(tǐ)滑坡，導‍緻西(xī)昌至成都(dōu)方向交通(tōng)兩度中斷，這(zhè)些(xiē)滑坡都(dōu)位于安甯↑河(hé)斷裂帶內(nèi)。由此可(kě)見(jiàn)，斷裂蠕滑作(zuò)用(yòng)雖然非常緩慢(màn)，但(dànΩ)經過長(cháng)時(shí)間(jiān)累加，其引起的(de)地(dì)質災害卻不(bù)可(kě)忽視(shì)。
　　第三，活動斷裂粘滑主要(yào)是(shì)指在地(dì)殼遭受長(cháng)期擠壓作(zuò™)用(yòng)下(xià)，沿斷裂帶積蓄的(de)能(néng)量超過岩石破裂極限時(shí)，沿斷裂帶發生(shēng)長(cháng)距離(lí)錯(cuò )動形成地(dì)震，故粘滑型斷裂又(yòu)稱“地(dì)震斷裂”。在地(dì)震的(de)同時(shí)會(huì)∞誘發大(dà)量崩塌、滑坡、地(dì)裂縫等地(dì)質災害，并且其造成的(de)損失往往大(dà)于地(dì)震本身(shē↑n)，2008年(nián)四川汶川8級強震誘發了(le)20000餘處崩塌、滑坡等斜坡地(dì)質災害，地(dì)震滑坡災害沿龍門(mén)山(shān)斷裂呈帶狀分(fēn)布，其中地(dìλ)震加速度越大(dà)、地(dì)震烈度越大(dà)、越靠近(jìn)斷裂的(de)區(qū)域，滑坡地(dì)質災害發育越密集，地 (dì)震滑坡造成了(le)重大(dà)的(de)人(rén)員(yuán)傷亡和(hé)經濟損失。
　　地(dì)震滑坡具有(yǒu)觸發時(shí)間(jiān)短(duǎn)、體(tǐ)積大(dà)、破壞性強等特點，特别是(shìα)地(dì)震誘發的(de)高(gāo)位遠(yuǎn)程滑坡極為(wèi)發育，該類型的(de)高(gāo)位遠(yuǎn)程滑坡形成過程主要(yào)分(fēn)為(wèi)地π(dì)震抛擲-撞擊崩裂-高(gāo)速滑流三個(gè)階段，如(rú)北(běi)川縣城(chéng)城(chéng)西(xī)滑坡，在地(dì)震的(de)作(zu✔ò)用(yòng)下(xià)，啓動時(shí)約200萬立方米的(de)岩土(tǔ)體(tǐ)斜向上(shàng)高(gāo)位抛出，飛(fēi)速下(xià)↑滑撞擊下(xià)部基岩并鏟刮滑動，形成的(de)滑坡體(tǐ)總體(tǐ)積約480萬立方米，滑坡體(tǐ)掩埋了(le)滑坡下(xià)方數(shφù)百間(jiān)房(fáng)屋和(hé)1600餘人(rén)，是(shì)汶川地(dì)震觸發的(dγe)最嚴重的(de)滑坡災難，舉世罕見(jiàn)。唐家(jiā)山(shān)滑坡下(xià)滑時(shí)間(jiān)僅30秒(miǎo)就(j£iù)堵塞河(hé)流，形成庫容1.45億立方米的(de)唐家(jiā)壩堰塞湖(hú)，其水(shuǐ)量相♣(xiàng)當于10個(gè)杭州西(xī)湖(hú)，一(yī)旦發生(shēng)潰壩，形成的(deε)洪水(shuǐ)及湧浪将對(duì)下(xià)遊造成毀滅性的(de)影(yǐng)響。
　　我國(guó)活動斷裂帶密集分(fēn)布，沿斷裂帶地(dì)質災害多(duō)發、頻(pín)發，對(duì)城(chéng)鎮安全、國>(guó)家(jiā)鐵(tiě)路(lù)、公路(lù)、水(shuǐ)利水(shuǐ)電(diàn)等工(gōng)程建築設施危✘害嚴重。活動斷裂帶地(dì)質災害具有(yǒu)成災機(jī)理(lǐ)複雜(zá)、隐蔽性強、突發性顯著等特點，因此，為(wèi)科(kē)學促進防災減災，特别是(shìλ)對(duì)于高(gāo)山(shān)峽谷區(qū)活動斷裂帶重大(dà)地(dì)質災害防治，需要(yào)加強活動斷裂帶發育特征與活動性調查、地(dì)質災害成災機(jī)理( lǐ)調查與監測預警，做(zuò)好(hǎo)活動性強的(de)地(dì)質災害技(jì)術(shù)防治和(hé)群測群防。
　　（作(zuò)者單位：中國(guó)地(dì)質科(kē)學院地(dì)質力學研究所）
　　網站(zhàn)編輯：宮莉