秦岭北麓古滑坡分布特征与地震活动关系研究*

黄伟亮 杨虔灏 吕 艳 苏生瑞 周泽华

(长安大学地质工程与测绘学院，西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室， 西安 710054， 中国)

0 引 言

地震滑坡不但是一种最主要的地震次生灾害，而且还具有自然现象的属性，对其规律的探索与认知是减轻其灾害的重要基础，开展地震滑坡规律研究具有探索自然规律的科学意义与减轻滑坡灾害的实际应用价值(殷跃平， 2009； 许冲等， 2010,2018)。此外，受制于地形地貌的约束，对于无法直接研究发震断层各类活动参数的地区，对地震诱发滑坡的规模、数量、类型等的研究是对该地区进行地震危险性评价的重要手段，也是认识地震地质灾害的主要方法和途径(Philip et al.， 1999； Bommer et al.， 2002； 李忠生， 2003； Xu et al.，2015)。

目前，对于地震滑坡的研究大多聚焦于现代地震对诱发滑坡的影响，通过分析诸多环境指标(如：高程、坡度、坡向、坡位、地震烈度、地层组合等)综合分析滑坡分布样式及演化规律(Qi et al.，2010； 许冲等， 2013； 谢虹等， 2014； 李为乐等， 2015； 戴岚欣等， 2017； Zhuang et al.，2018)，或通过分析滑坡发生的动力学因素，利用数值模拟和物理模型试验评价滑坡发生的机理和过程(王家鼎等， 2001； 谭儒蛟等， 2009； 许文锋等， 2011； 咸玉建等， 2013)。而对于地质历史时期地震诱发滑坡(古滑坡)的研究还比较匮乏，但往往地质历史时期的滑坡可以成为研究某一地区强震记录的有效手段(Keefer， 1984； Jibson， 1996)，通过对诱发滑坡因素的定量化评价，建立诱发滑坡事件级别，进而分析诱发滑坡的地震震级大小及烈度分布规律，从而有效地对该地区的地震危险性进行评价(Malamud et al.，2004； Tanyas et al.，2018)。

横亘于中国中部高耸险峻的秦岭山脉是中国南、北方地理、气候和动植物的天然分界线。在西安市以南的秦岭北坡中段发育有一条长约50km的古滑坡群，基本与山前秦岭北缘断裂带平行展布，位于断裂带下盘4～10km不等(张安良等， 1991； 吕艳等， 2013)。尽管对于该古滑坡群形成的时间及过程的研究还比较薄弱，但普遍认为该古滑坡群可能是由于秦岭北缘断裂地震活动所导致(Weidinger et al.，2002； 贺明静等， 2005； Lü et al.，2014； 吕艳等， 2015)。部分学者进一步认为公元前780年的岐山地震可能造成了秦岭北坡的大部分山体崩塌和滑坡，并有部分古滑坡体年代数据支持(谢新生等， 1989)。但是对于秦岭北麓中段现存有多少可识别出的古滑坡体，古滑坡体的总面积是多少，如果认为秦岭北麓的古滑坡群由地震诱发，那么该地震震级又是多少？这些关键的基础数据目前尚无明确统计也没有合理的推测。

本研究以秦岭北麓中段集中发育古滑坡群为研究对象(图1)，通过利用资源3号卫星立体影像制作的高分辨率数值高程模型(DEM)和高分辨率多光谱遥感影像对秦岭北麓古滑坡区域进行了详细的解译工作，并对部分古滑坡体进行了野外调查以及制作了详细秦岭北麓古滑坡分布图，并测算了每个古滑坡的面积。通过利用古滑坡面积和数目的关系定量化分析了诱发秦岭北麓古滑坡发生的地震震级大小，并通过与以往地震诱发滑坡的震级对比，对秦岭北缘断裂的发震能力进行判断。该成果可以为评价秦岭北缘断裂地震危险性提供现实依据，也可以为减轻关中盆地地区地震地质灾害提供基础资料和地质科技支撑。

图1 秦岭北麓山崩滑坡分布图(地形数据来源于SRTMGL1， 分辨率为30m)Fig.1 Distribution map of landslides at the northern foot of Qinling Mountains(topographic data are derived from SRTMGL1 with a resolution of 30m)虚线黑框代表1景ZY-3卫星影像覆盖范围

1 秦岭北麓山崩区地质环境

秦岭造山带是指华北与扬子陆块经过长期复杂拼合过程而形成的一个造山带，其范围包括华北和扬子陆块在拼合过程中所影响的一个狭长区域。秦岭山脉是秦岭造山带北部或北秦岭在新生代发生隆升所形成的复活性山脉。自晚中更新世以来，秦岭山脉开始大规模快速隆升，同时伴随着秦岭北缘断裂的强烈活动，导致断裂下盘的秦岭山脉发生了大规模翘倾抬升的现象(刘建辉等， 2010； 孟庆任， 2017)。最终形成了现今秦岭南、北坡地貌存在有显著差异：秦岭北坡陡峻，河流短促，流域面积小，多山涧和深谷； 秦岭南坡地形较平缓，河流缓长，流域面积大，河水丰沛。也正因如此，受本身岩性、构造、地形及降雨的影响，秦岭北麓现今是滑坡、崩塌、泥石流和地裂缝等多种地质灾害的集中发育带，也是我国防灾减灾的重点防御区。

秦岭山脉北麓主要出露早白垩世花岗岩，秦岭花岗岩的岩性整体表现为偏基性和相对富碱，多以二长花岗岩及花岗斑岩为主(王晓霞等， 2015； 杨阳， 2017)。受花岗岩早期冷凝收缩及后期构造改造等多重作用，秦岭北麓基岩山区岩石裂隙及断层组合非常发育，在后期动力作用下形成多种构造样式，如褶皱、断层、劈理、节理等。部分构造类别已成为现今控制秦岭北麓地区滑坡及崩塌发生的主要结构面(白相东， 2018)，例如：断层和节理裂隙等构造结构面密集发育地段，滑坡崩塌较发育，尤其在构造复合区，这一现象表现得更加明显，因此密集的破裂构造也使得秦岭北麓成为崩塌滑坡的天然孕育场所(陈长云， 2019)。

自始新世(约50Ma)开始，受秦岭北缘断裂活动加强，秦岭造山带北部发生强烈隆升(孟庆任， 2017)，形成今天秦岭山脉与其北侧的渭河盆地在不到40km的距离内出现3300m的落差的地貌特点。自晚更新世以来，秦岭北缘断裂持续活动，穿过断裂的低级别河流阶地以及部分洪积台地被断错，形成广泛分布的断层陡坎及水系断错现象(中屠炳明等， 1991; 彭建兵等， 1992)。据断裂位移量和所断错地貌的年龄计算得到秦岭北缘断裂晚更新世以来活动速率0.2～0.9mm·a-1(国家地震局《鄂尔多斯周缘活动断裂系》课题组编， 1988)。此外，据部分探槽揭示在晚更新世至全新世秦岭北缘断裂曾发生过多次古地震事件，其中古地震发生比较集中的时间段为3～4ka、6～8ka和9～12ka。其重复周期约在3～4ka之间(张安良等， 1990，1991)。并从目前根据陡坎高度与震级相关性的统计关系来看，这些地震震级应大于7级。因此，鉴于秦岭北麓具有陡峭的边坡形态，广泛发育的基岩节理和断层组合、潜在的发震环境等，这些都成为诱发浅层崩塌型基岩滑坡的重要动力条件。

2 研究方法

本次研究通过使用国产资源三号(ZY-3)卫星立体像对，利用Envi软件中的DEM Extraction模块，提取了研究区高分辨率数值高程模型(DEM)，像元大小为：5 m×5m，通过制作研究区山阴图(Hillshade)、坡度图(Slope)、地形高程图等产品对秦岭北麓古滑坡地质灾害进行详细解译，圈定古滑坡的范围和宽度。并通过与Google EarthTM多期卫星遥感影像和野外地质调查对所识别的滑坡点进行了对比和核实，进一步完善每个单体滑坡的发生范围。

资源三号卫星是中国第一颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星，于2012年1月9日在太原卫星发射中心由“长征四号乙”运载火箭发射升空，其前视、后视相机地面像元分辨率3.5m，正视相机：2.1m，多光谱相机：5.8m，重访周期3～5d。轨道高度：505.984km，轨道倾角：97.421°，近地点幅角：90°，偏心率：0，回归周期：59d，轨道形式：太阳同步圆轨道。卫星设置寿命5年，可长期、连续、稳定地获取立体全色影像、多光谱影像以及辅助数据，可对地球南北纬84°以内的地区实现无缝影像覆盖。资源三号卫星现已在地质地形测绘，地质灾害调查以及地理信息要素获取中逐步应用，并取得了不错的研究成果(唐新明等， 2017； 彭令等， 2018)，现已成为目前遥感测绘领域最具性价比的光学测绘卫星。

基于立体卫星影像提取DEM的方法与技术已经经历了近30年的研究发展，目前国内外学者对基于高分辨立体卫星影像数据处理方法以及DEM提取的理论研究与实践应用积累了丰富的经验(关元秀等， 2008)。本文所选用的数据是覆盖了整个研究区的三景ZY-3立体影像数据，每景影像的覆盖范围为50 km×50km左右， 三景秦岭北缘影像覆盖范围是7500km2，由重叠度接近90%的前视影像与后视影视及正视影像组成(图2)。三景影像数据采集于2017年1月8日，所有数据均为标准三级产品(OrthoKi产品)。所选用的数据均没有云层遮挡，地物的几何结构且纹理信息清晰，覆盖了整个秦岭北缘地区古滑坡发生区。

图2 研究区资源三号立体像对获得DEM数据Fig.2 DEM data obtained from the stereo image pair of ZY-3 in the research area．

3 秦岭北麓古滑坡分布特点

地震滑坡通常具有分布范围广、破坏性强、规模大等特点，表现在高分辨率遥感影像上即影像特征鲜明、地表覆盖破坏强烈、几何形态显著等。特别是滑坡体表层的植被遭受严重破坏，致使岩土体充分裸露，因而滑坡在光学影像上整体呈现出色调浅、纹理清晰等显著特征(黄润秋等， 2009)。同时，针对典型滑坡体而言，地震滑坡的变形破坏模式及内在力学机制与常规重力作用下滑坡机制具有显著不同。相对于一般重力条件下以“弧形”为主要特征的滑动面，由于强震作用下地震波在坡体内部产生的张拉作用，地震滑坡更表现为以陡峻“后缘拉裂面”为主的滑面构成特征。此外由于滑面的陡峻，加之地震的动力作用，震裂的坡体在滑床上很难稳定，造成“倾泻”而下产生溃滑。在前缘没有阻挡的情况下，会产生高速远程的滑动。因而，地震滑坡通常表现为高陡、粗糙的后缘拉裂面和平缓的底部剪断面； 而滑体物质表现为“一跨到底”的溃散型滑动和堆积特征(黄润秋等， 2009)。此外，在震后降雨条件下，地震触发的滑坡灾害逐渐转化为崩滑-碎屑流形式，进而形成滑源区(滑塌区)、滑移区(流动区)和堆积区(彭令等， 2017)。在地形条件及遥感影像上分别呈现出不同的特征信息，滑源区主要表现为地形坡度大，多呈凹地形，而且纹理粗糙； 滑移区坡度相对较大，以提供滑源物质运移的地形条件，斜坡形态大体呈直面型，纹理相对光滑； 而堆积区坡度较平缓，形态大体上呈凸地形，而纹理较为细腻。

通过使用ArcGIS软件平台，利用其空间分析工具对利用立体像对所得到DEM数据进行了转化，分别生成了秦岭北麓古滑坡区山阴图(Hillshade)和坡度图(Slope)等图件。Slope图件可以反映影像中每一点的切平面与水平地面的夹角，其表示了地表面在任何一点的倾斜程度。由于滑坡具有陡峻的“后缘拉裂面”的滑面构成特征，常常在Slope图中体现出明显的坡度变化范围，再对不同坡度值赋以高区分度色调，可以更加明显地显示出坡度陡变的区域，能够有效地识别出地震滑坡所造成的陡直滑面和坡度平缓的堆积区。此外，Hillshade是根据照明光源对高程栅格图的每个栅格单元计算照明值，可以很好地表达了地形的立体形态。本次研究中通过将坡度图和山阴图进行叠加，可以更为直观地显示出地形坡度变化，能够快速准确地识别出秦岭北麓滑坡山崩的具体位置、滑移路径、滑坡边界等相关重要数据。之后通过与Google EarthTM高分辨率卫星影像对比和部分野外实地考察验证，最终确定滑坡的位置和边界。典型滑坡的DEM和相关的卫星影像如图3所示，所制作的坡度图和山阴图中更容易辨别出滑坡位置，尤其对于滑坡边界的勾画更为准确，这为后期滑坡面积和滑坡数目的计算提供了可靠的数据来源。

图3 典型滑坡坡度图像和相关的卫星影像Fig.3 Typical landslide slope image and related satellite imagesa.皇裕村滑坡； b.玉皇坪滑坡; c.甘湫池滑坡； d.水湫池滑坡； e.石脑沟滑坡； f.罗周坪滑坡; g.抱龙峪滑坡的； h.关家坪滑坡

通过遥感影像解译和野外调查共识别出了43处古滑坡，总滑坡面积16.57km2，单个滑坡面积范围的大小在0.01～1.71km2之间。最大的滑坡是翠华山甘湫池滑坡，其面积是1.71km2； 最小的滑坡是干叉口南滑坡，其滑坡面积是0.01km2，整体分布较为密集(集中在70 km×10km的范围内)。每个滑坡的面积、坐标信息详见表1。

表1 秦岭北麓山崩滑坡统计表Table1 Statistical table of landslides at the northern foot of Qinling Mountains

此外，针对秦岭北麓部分典型古滑坡灾害(图4)我们进行了实地野外考察，下文对部分古滑坡灾害的野外特点进行描述。

翠华山甘湫池古滑坡是秦岭北麓43处古滑坡中的最大滑坡，其面积达到1.71km2，位于翠华山地质公园南部，海拔：1730m，滑坡方向大致是从南向北(图4a)。其古滑坡体发生在元古界中深变质岩中，岩性以花岗片麻岩为主。甘湫池滑坡体的轮廓在平面上呈围椅(或马蹄)形，按照滑坡的分类标志，当属围椅态超大型基岩块体滑坡(贺明静， 2006)。岩层走向与大型断裂带都呈东西向，方向不同的节理和风化裂隙把岩石切割得比较破碎。甘湫池滑坡周界呈方形的铲状，崩滑壁较缓，植被覆盖相对较好； 其滑坡堆积体呈长条状，堆积体色调杂乱，堆积体砾石体型硕大，一般砾径为5～10m，最大为30m。砾石表面成棱角状，外界面以基岩原有节理、裂隙为多，大小混杂、形状不规则，排列无定向性。

石脑沟滑坡地处秦岭北坡一条短浅的小沟峪内，其面积为0.29km2，滑坡方向大致是从西至东(图4c)。石脑沟滑坡后壁陡直，基岩裸露，岩性主要为黑云母花岗岩及具有片麻理的花岗斑岩为主。岩层走向呈南北向，沟口向南约900m处，即可看见在沟道和山坡上存留有大量的崩塌堆积物，其中最大的崩塌岩块为12m左右。崩塌堆积物自南向北延伸约1200m左右，宽度约为100～200余米，规模巨大，形成波状起伏的岗丘。岩石遭受到风化剥蚀，其表面长有苔藓和地衣。整个崩塌堆积体怪石嶙峋，树木林立，与周围的地貌差别明显。

图4 部分典型滑坡图Fig.4 Field photo of typical landslidea.甘湫池滑坡； b.玉皇坪滑坡； c.石脑沟滑坡

玉皇坪滑坡位于秦岭沣峪口内，其面积为0.81km2，海拔900m，滑坡方向大致是从南西向北东，岩性主要以黑云母花岗岩为主(图4b)。滑坡后壁和侧壁坡度比较平缓，坡面有小型崩塌发育，表明后期经历了明显的风化和剥蚀作用，滑坡体表面已有一层浮土掩盖。

4 讨 论

4.1 利用滑坡分布特征恢复地震震级强度

近十余年来，利用滑坡群分布数据可以计算出滑坡发生频率密度(f)与分布面积(AL)的相关性，从而进一步分析诱发滑坡群发事件的强度大小(例如：地震、暴雨、冰川融雪等事件)，且现已成为国际研究大规模群发滑坡事件的热点话题(Dai et al., 2001； Dussauge Peisser et al.，2002； Guzzetti et al.，2002； Dussauge et al.，2003； Malamud et al.，2004)。

Malamud et al.(2004)通过对不同诱因事件引发大量滑坡的研究表明任何大规模滑坡事件的概率密度P(AL)函数与滑坡面积(AL)有关，并且符合一般性反伽马概率分布公式，如下所示：

(1)

通过对不同诱因产生的完整滑坡数据库进行拟合，获得参数：p=1.40，a=1.28×10-3km2，s=-1.32×10-4ikm2，Г(1.4)=0.71(Malamud et al.，2004; Tanyas et al.，2018)。

同时，Malamud et al.(2004)还提出，针对绝大部分滑坡为大型滑坡的灾害事件，式(1)可以简化成下式：

(2)

如果将p，a，s以及Г(p)代入上式中：可将该式进一步简化为：

(3)

但是，对于本身滑坡完整性较差的灾害事件(如古地震滑坡)，随着时间的推移滑坡群中的中小滑坡已变得无法识别，Malamud et al.(2004)提出了可以利用滑坡的频率密度(f)和滑坡面积(AL)之间的关系式去判断诱发滑坡发生的灾害级别mL的方法，表达式如下：

(4)

mL=lgNLT

(5)

式中：δAL为增加的单位面积；δNL为在滑坡面积AL与AL+δAL之间的滑坡数量；NLT为发生一次诱发事件(如地震，暴雨、大规模的融雪等)产生的滑坡总数。

联合式(3)、式(4)和式(5)得到滑坡频率密度(f)和滑坡面积(AL)与滑坡事件(mL)的关系式：

lgf+2.4lgAL+3.9=mL

(6)

从而得出滑坡事件等级大小(mL)与滑坡的频率密度(f)和滑坡面积(AL)相关性。

4.2 诱发秦岭北麓古滑坡的震级大小

依据诱发滑坡群事件大小与滑坡群频率密度和面积有关的这一统计关系，我们对所得到秦岭北麓滑坡群数据进行了分析。由于秦岭北麓滑坡群属于历史地震诱发的滑坡灾害，目前所得到的滑坡群数据库必定会遗漏大部分中小型滑坡，但是我们认为所识别的43个滑坡绝大部分属于大型滑坡灾害(滑坡面积AL>0.2km2)，且大型滑坡灾害的地貌形态在千年尺度的地质演化过程中相对比较稳定，后期可以保存下来且能够识别，因此推测秦岭北麓滑坡数据库中大型滑坡数据记录基本是完整可用的。因此，我们选取43个滑坡中滑坡面积AL>0.2km2的36个大型滑坡进行了统计分析，依据滑坡面积大小应与滑坡体个数成反比这一规律(即：滑坡面积越大的滑坡占滑坡总数中的份额应越少)，将36个识别出来的大型滑坡分成6档，并依据滑坡面积范围(AL到AL+δAL)之间的滑坡数量(δNLT)与滑坡面积统计步长(δAL)的比值计算了滑坡频率密度(f)。 根据所得到的滑坡频率密度(f)及滑坡面积数据(AL)利用式(4)绘制出滑坡频度密度和滑坡面积的关系图(表2和图5)。

图5 地震滑坡频度与滑坡面积关系图Fig.5 Relationship between seismic landslide frequency and landslide area

表2 滑坡频度密度及面积关系表Table2 Relation table of landslide frequency density and area

从图5中可看出，诱发秦岭北麓滑坡群事件的mL值大小在4～5之间，为了更为准确地得到mL值，利用MatlabMT软件，通过利用式(6)可以对秦岭北麓滑坡数据频率密度(f)和滑坡面积(AL)进行拟合(图6)最终得到mL=4.5(±0.31)。

Malamud et al.(2004)对滑坡事件mL大小与矩震级大小MW之间的关系也有深入的研究，并提出一般性的经验公式：

mL=1.27MW-5.45

(7)

依据该公式，我们将mL=4.5(±0.31)代入式(7)中，可以计算出诱发秦岭北麓滑坡群地震的矩震级大小为MW=7.85(±0.25)。

此外，假设一般滑坡分布的适用性，Malamud et al.(2004)还给出了滑坡事件mL与滑坡总面积ALT经验公式：

mL=lgALT+2.41

(8)

将mL=4.5(±0.31)代入式(8)中，也可计算得到ALT在47.8～199.5km2之间； 同时还可利用式(5)，得到秦岭北麓古地震诱发的滑坡总数NLT应在15i488～64i565个之间。相关数据如表3所示。

4.3 现代地震诱发滑坡震级大小特点

为了更为合理地评估所使用公式的合理性，我们还分别计算了芦山(图6b)、玉树(图6c)、汶川(图6d)3个具有完整滑坡数据的地震震级大小(表3)，给出了3个基本滑坡数据的频率密度(f)与滑坡面积(AL)的关系图(图6)。

表3 各地区地震有关情况表Table3 List of earthquake-related situations in various regions

图6 不同地震诱发滑坡面积与频率密度分布图Fig.6 Area and frequency distribution of different earthquake-induced landslidesa.秦岭； b.芦山； c.玉树； d.汶川

通过计算可得汶川地震诱发的滑坡总数在35 481～281838处之间； 滑坡的总面积为138～1096km2之间； 诱发滑坡的地震矩震级为7.9～8.6。而实际报道汶川地震矩震级为7.9级，引起的滑坡总面积约为1160km2，滑坡总数约为197 000个(许冲等， 2013， 2018)。玉树地震诱发的滑坡总数为269～2344处之间； 滑坡的总面积为1.05～9.12km2之间； 矩震级为6.2～7.0。实际记录到的玉树地震诱发的滑坡约为2036处，滑坡的总面积约1.194km2，矩震级约为6.9级(许冲等， 2012)。芦山地震诱发的滑坡总数为2239～23442处； 滑坡的总面积为8.71～91.2km2； 矩震级为6.9～7.7。芦山地震实际诱发的滑坡约22528处，滑坡的总面积约18.88km2，矩震级约为6.6级(许冲等， 2014)。

因此，从以上的计算结果来看，在误差范围内，可以认为利用滑坡灾害的面积和频率密度求取的震级大小与真实矩震级大小较为接近，因此也可证明本次研究所得到的诱发秦岭北麓崩塌滑坡灾害的古地震震级具有一定的可信度。

4.4 秦岭北缘断裂发震能力评价

针对秦岭北缘断裂晚更新世以来活动性研究表明，沿断裂在不同地貌面上分布有多组高度不一的断层陡坎，通过对不同地貌面陡坎高度的统计分析发现，陡坎高度具有较强的等差分布特点，推测全新世以来秦岭北缘断裂有过多次强震活动(中屠炳明等， 1991)。此外，在秦岭北缘断裂中段断层陡坎开挖的古地震探槽，也同样揭示出该断裂发生过多次古地震事件，单次地震事件所造成的位移量多在1～2m，其复发间隔为2000～4000年左右。根据正断层位移与震级的统计关系来看，这些古地震的震级应大于7级(张安良等， 1991)。如果考虑到渭河断陷东部的固市凹陷发生过华县8级地震，西部西安凹陷和东部固市凹陷地震构造环境相同，也可说明秦岭北缘断裂应具备发生8～8.5级强震的能力。因此综合来看，本次研究得到诱发秦岭北麓滑坡山崩群的地震震级在7.6～8.1，符合秦岭北缘断裂的发震能力，也说明秦岭北麓滑坡山崩群很有可能是由地震所诱发。

4.5 地震诱发滑坡的特征讨论

在所有滑坡的触发因素中，降雨和地震是最主要的触发大型滑坡外在因素(陈晓利， 2007)，而在实际野外调查中想要准确区分出这两种不同诱因的滑坡灾害具有很大的挑战(Malamud et al.，2004; 蒋瑶等， 2014; Fan et al.，2019)。但一般来讲，地震滑坡的变形破坏模式及内在力学机制与降雨条件以及常规重力作用下的滑坡破坏机制具有显著不同。如前文所述地震滑坡主要表现为以陡峻“后缘拉裂面”为主滑面的构成特征，滑坡体解体程度高，滑移距离远等特点(彭令等， 2017)。

此外，地形地貌条件对地震滑坡的发生有着显著的影响，地震滑坡的形成关键在于斜坡体是否具备有效临空面，而有效临空面又与地形坡度有很大关系。在一定的场地条件下，存在着一个易于触发滑坡的角度范围，地震滑坡的坡度大多在 20°～50°左右，且一般多发生在斜坡的中上部位(Fan et al.，2019； 刘甲美， 2016)。震害调查表明，局部地形对震害分布具有重要影响，如2008年汶川地震诱发的滑坡灾害在山体斜坡中上部较发育，山顶次之，山麓不发育(罗永红等， 2013)，这与降雨型滑坡沿着山体均匀的分布不同，地震滑坡大多分布在脊峰及山顶等地形较高的部位(Meunier et al.，2008)。

而从岩性和地质构造角度来看，由降雨触发的滑坡通常以土质物质为主，主要发生在能够发生滑动的土层和岩层接触面或性质差异显著的成层岩石内，而地震滑坡主要发生于构造破裂面或岩层层面等的结合部位(Wen et al.，2004)。且地震这种特殊动力条件下诱发滑坡与降雨型滑坡相比，在岩石类型选择上也有一定的区别，地震区最常见、分布最广的滑坡发生在较坚硬岩体中(刘甲美， 2016)，而非大部分降雨滑坡发生在强度较低成层性明显的软弱岩石之中。

从本研究区所选的43个滑坡的形貌特征来看，基本表现出陡峭的滑坡后壁，以溃散型滑动为主，滑移区和堆积区显著分离，且滑坡体解体充分，结构较为松散，多由碎块石组成，部分滑坡堆积体甚至可转化为碎屑流(例如：玉皇坪滑坡)。甚至部分滑坡体越过河谷，冲至河谷对面半山腰，使堆积体远离滑床，堆积于坡脚前部，表现为“一跨到底”的溃散型滑动和堆积特征(例如：甘湫池滑坡)。此外，秦岭北麓的滑坡绝大部分发育在以花岗岩，闪长岩等一些坚硬的岩石之中，其滑面大多是之前的构造裂隙，少见以层状软岩层所控制的滑坡存在，并且大部分滑坡各自独立存在于秦岭北麓山脉斜坡的中上部，而非均匀沿山体走向分布。更为重要的是秦岭古滑坡群主要分布在断层一侧的一定范围内，滑坡发生处的平均坡度在30°～45°之间，表现出群发性、条带状分布的特点，反映出滑坡群的分布与断层之间存在密切的空间联系。

通过对秦岭北麓古滑坡群形貌学及分布特征讨论，我们认为研究区内所识别出的古滑坡灾害应主要与秦岭北缘断裂的地震活动有关，但也不排除会有部分滑坡的形成可能叠加有暴雨等外在因素的影响，然而个别滑坡数据的增加与删减对依据滑坡频率密度(f)和滑坡面积(AL)所计算得到的诱发事件(mL)的数值大小影响不大，均在所计算的误差范围之内。

5 结 论

本文基于资源三号卫星立体像对生成的高分辨率数值高程模型(DEM)以及野外实际调查，通过对秦岭北麓地区现存滑坡的形貌学分析，认为该地区的滑坡应主要由地面强震所诱发，并通过对滑坡群的进一步分析得到以下结论：

(1)秦岭北麓地区共分布有43处古滑坡，总面积为16.57km2，主要集中分布在秦岭北缘断裂南侧下盘70 km×10km的范围内，这些古滑坡具有地震滑坡的形貌特征，且在空间上成带状分布，反映出滑坡群的形成与秦岭北缘断裂地震活动具有密切的空间联系。

(2)单个滑坡面积的大小在0.01～1.71km2，其中最大的是翠华山甘湫池滑坡，面积达到1.71km2，滑坡发生处的平均地形坡度在30°～45°之间。

(3)滑坡频率密度(f)和滑坡面积(AL)的统计关系计算出诱发秦岭北麓山崩滑坡地震MW震级大小范围是7.6～8.1。通过与真实记录的地震(玉树、汶川、芦山)滑坡群的震级对比，验证了利用滑坡面积(AL)和频度(f)去计算地震震级结果的可靠性，因此也证实了秦岭北缘断裂具备发生7.5级以上地震的能力。该成果可以为评价秦岭北缘断裂地震危险性提供现实依据，也可以为减轻关中盆地地区地震地质灾害提供基础资料和地质科技支撑。