孙治国
(甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院,甘肃 兰州 730000)
舟曲县地处陇南中高山区,特殊的自然地理环境和地质构造背景,导致该地区存在或发育独特的环境地质环境问题,诸如水土流失、水污染、地方病、矿山环境污染和崩塌、泥石流等地质灾害,其中滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害是此研究矿区最突出的环境地质问题,崩塌、滑坡灾害及其隐患点主要分布于坪定~化马断裂带、洋布~大年断裂带、大峪坪~朱家山断裂带等几大断裂构造带内及其次级断层的周围[1]。本文就该段大中型滑坡与断裂构造及新构造运动之间的相互关系进行分析,探讨断裂构造对滑坡的影响。研究表明,在影响地质灾害发育的多种因素中,断裂构造是控制舟曲县矿山地质灾害形成与发展的基本因素,既控制着灾害易发区地貌形态和地下水分布,也控制着其发育延伸方向和发育规模大小及分布密度。
矿区内地质灾害发育分布范围较广,数量多,规模大小不一,受地质环境条件的影响和制约,区内灾害发生地段沿构造线高度集中分布,其走向与区域构造线的走向基本一致。断裂、特别是活动断裂的交叉部位,更是矿山地质灾害分布的集中点。
经调查,矿区内大部分地质层稳定性较差,部分滑坡体还正处于蠕动变形阶段,如锁儿头滑坡、泄流坡滑坡等,地质灾害对舟曲县及下游的武都县人民生命财产构成严重威胁;矿区周边有居民643户2718人,对岸为6000千瓦的水电站,一旦突然下滑,将毁灭大部分村社和锁儿头电站,危及舟曲县城及沿江村庄和下游武都县城53万人的生命和财产安全。
地质构造对灾害的发生及分布有着重要的影响,断裂构造对滑坡的控制尤其为重要。工作区位于两个不同大地构造单元内。以洋布梁子~大年一线为界,南部属松潘~甘孜褶皱系的东北部分,活动性小,褶皱、断裂均不甚发育。北部属秦岭东西褶皱带,活动强烈,走向断层发育。在长期地质构造发展过程中均表现出沿北西构造线方向形成大致互相平行的挤压带,有北西、北东及近南北向三组,以北西向走向断层为主,构成方向大致平行的断层带。
(1)南部断裂带。以洋布~大年,大峪坪~朱家山断层为主,规模大,对地层分区、岩浆活动都有明显控制作用,以逆断层为主,向南西倾斜,倾角较小。
(2)北部断裂带。以坪定~化马断层为主,构成北西、南东向断裂带。其特点是沿主干断裂的南侧发育较多的次一级分支断层,组成一个“入”字型的断裂组。另外,还有北东向与近南北向两组断裂,规模较大的有各岭磨上~尕布平推断裂,武坪和洋布正断层。
(1)断裂构造对地质灾害总体分布影响。据区域性研究成果,舟曲县境内发育的矿山地质灾害,其分布明显受秦岭东西褶皱带的控制,滑坡发育带的总体方向与构造带方向一致,呈北西~南东向带展布。由于本区属西秦岭南带印支期冒地槽褶皱带西段白龙江复式背斜内,因此还受秦岭纬向构造体系的影响,经受多期强烈的构造运动,多种构造体系在此复合,加之强烈的新构造运动,断裂褶皱非常发育,这为地质灾害的发育创造了有利条件。按照构造应力场与河谷延伸方向的关系,区内主要河谷延伸方向与现代构造应力场方向基本呈正交或斜交,受其影响各河谷区斜坡稳定性较差,容易形成较严重的地质灾害。
(2)断裂构造对灾害发育特征的控制。舟曲县矿山地质灾害发育明显遵从了这一规律,几大断裂带均呈现了集中分布的特征。其中对地质灾害的控制以葱地~铁家山、坪定~化马断裂带最为明显。该断裂发育于白龙江北岸,西起坪定乡,东至宕昌县的化马村,长约30km,断层大致走向为127°~307°,倾向东南,断层切穿新二迭系灰岩,将泥盆系千枚岩、板岩逆推其上。沿主干断裂的南侧发育较多的次一级分支断层,组成一个“入”字型的断裂组,因而沿该断裂带舟曲县城北坪定乡~东山乡25km长的范围内发育有规模较大的滑动带共15处,形成一个密集带,由此可见断裂对滑坡发育的控制性影响。根据坪定~化马断裂带上灾害发生特点,依主滑方向与断裂走向的相互关系,将受断裂控制和影响地质灾害形成分为两大类:一类是滑动方向与断裂走向一致;另一类是滑动方向与断裂走向正交。两类地质灾害形态上前者一般较长,呈凹槽状,两侧为陡壁,后壁低矮,以推移式为主;后者呈等长或横宽型,剖面形态为台阶状,以牵引式为主。
(1)基本特征及变形迹象。经研究发现该研究区域物质破碎松散,整体性差。经实地监测,区域地质灾害一直处于蠕动滑动状态,且各段滑速不同,中段活动最为明显。综合分析各活动迹象,地质灾害具牵引性特征。
变形因素分析:受地形、岩性、地下水及人类工程活动等多种因素影响,而其形成主导因素为构造运动,灾害易发区处于断裂破碎带,本区属于8度烈度区,矿震对其影响是显而易见的,是滑坡可能复活的最重要因素。
(2)基本特征及变形迹象。泄流坡滑坡为频繁活动的断裂带碎块石滑坡,长2600m,宽100m,滑体平均厚度48m,体积4992×104m3,属巨型滑坡,主滑方向300°,平均坡度11°。平面形态为长舌形,后壁下部最宽,中下部窄,剖面形态为复合型,由于活动强烈,下部地形非常破碎。
图1 地质灾害易发区域纵剖面图
综上所述,段裂构造对矿层的稳定性、采场布置及井下水文状况都有一定的影响,本文针对舟曲县矿山地质灾害发育状况、段裂对地质灾害发育产生影响的实例子进行分析,以期为矿山安全生产提供参考。