陕西黄龙铺地区碱性花岗斑岩及辉绿岩的年代学与地球化学_岩石成因及其构造环境示踪

陕西黄龙铺地区碱性花岗斑岩及辉绿岩的年代学与地球化学_岩石成因及其构造环境示踪 黄土滑坡分布地域特征明显 ,且常成群成带 ,中小型 ,南北长 ,南为秦巴山区 ,北为毛乌索陕西东西狭 滑坡常呈串珠状连续分布 。其中又以渭河断陷盆地为黄 () 沙漠 ,其余地区 ,除北山 海拔 1 200 ,1 600 m 、子午 土滑坡多发区 ,次为北山地区 ,陕北高原相对较少 。 (() )岺 海拔 1 400 ,1 600 m 、黄龙山 海拔 1 600 m 和渭 据不完全统计 ,渭河断陷盆地约有 1060 处重点滑 河河床外 ,均被黄土大面积连续覆盖 。北山以北为黄 坡和 110处崩塌 ,主要分布如下几个地方 : 土高原 ,以南为关中盆地 。黄土高原基本是以黄土梁 111 沿渭河两岸分布峁为主的黄土丘陵地形 ,延安以北以峁为主 , 延安 、延 ()渭河上游北岸 左岸 分布区 ,主要分布在宝鸡市 长一带以梁为主 ,延安崂山以南为洛川黄土塬 。关中 区至扶风绛帐黄土塬边滑坡区 ,滑坡呈链状 、串珠状分 盆地为黄 土台 塬 和渭 河各 级 阶地 。北岸 台塬 塬 面 宽 布 ,仅引 渭 渠 道 由 宝 鸡 市 区 至 常 兴 段 就 分 布 有 滑 坡阔 ,海拔高 450 ,840 m。南岸台塬窄 、破碎 ,高出渭河 2 () ()()178个 。按其形成时代可分为古 Q、老 Q新 Q 2 3 4 250,300 m。整个高原地势是西北高 ,东南低 。 上述 三个时代滑坡 ,最大的卧龙寺滑坡发生于 1955 年 ,其地貌特征的格局为基底构造所控制 ,并受下伏 3 滑坡体积达 2 000多万 m 。 古地貌所制约 。黄土塬多是在前第四纪盆地或其他较平 () 渭河下游南岸 右岸 分布区 。西段 渭南 至赤 水 坦基底上堆积起来的 。黄土梁 、峁除去由黄土塬切割演化 黄土塬高 200 ,300 m ,分布有张家岺和郭家源两个超 而来外 ,其形成也与下伏古梁状 ,古丘陵地形有关 。 陕西3 3 大型滑坡 ,体积分别为 1 950 万 m和 357 万 m,向北 是黄土高原的黄土堆积中心 ,黄土堆积厚度 滑移距离分别为 2 100 m 和 1 300 m。两者均为阶梯 大 ,地层齐全 。目前较为统一认识的典型的黄土地层式的深层坡基滑坡 ,超覆于渭河一级阶地和渭河断裂 剖面是陕 西 洛 川 黑 木 沟 的 坡 头 剖 面 , 该 剖 面 黄 土 厚之上 。东段孟塬至潼关共有小型崩塌式滑坡 39 处 ,危 130 m。但各地出露的黄土厚度不一 ,土性及地层结构 及上万人的安全 。亦有所不同 。一般均由黄土和古土壤相间组成 ,由最上 112 泾河 、洛河 、千河 、金陵河黄土滑坡区部的 Q、Q黄土覆盖至各地貌 ,其下为 Q、Q老黄 4 3 2 1 沿河两岸及其支流分布有大小不一的各类滑坡 , ()土 ,其间常常夹有两层底砾层 ,再下为第三系 N 红粘土 难以胜数 。一般呈北西向 ,分布于冲蚀岸一侧 ,即西岸 () 或红层 中生代砂泥岩 。新黄土一般具强湿陷性 , Q2()右岸 一侧 。滑坡规模与黄土边坡高度相当 ,即坡高 上部黄土常具有弱湿陷性 , Q下部黄土及 Q黄土不具 2 1 者规模亦大 。 有湿陷性 。部分地区 Q老黄土粘粒含量较高 ,常具微 113 灞河 , 河黄土滑坡区1 () 膨胀性 ; N 红粘土和红层泥岩多具膨胀性 ,隔水 。灞河西岸 左岸 分布 200 ,300 m 黄 土 塬 , 在 长 收稿日期 : 2008 - 09 - 22 ( ) 作者简介 : 濮声荣 1938 - , 男 , 教授级高工 。 促使下伏地层发生滑动 。25 km 范围内分布滑坡 93 处 。在灞河 、 河 、皂河间 2. 7 由于采矿 ,矿坑发生坍塌而引发上部黄土地层的白鹿塬 、少陵源和神禾源等两侧塬坡都是高陡的边 裂 、塌陷和滑坡 坡 ,黄土滑坡十分发育 ,形成长条状的滑坡带 ,分布的 这种变形往往有滞后现象 ,在矿坑开采一二十 古老滑坡带常复活 。如位于白鹿塬西侧的古刘滑坡 , 从 1964年至 1984 年曾多次局部复活 , 1984年 12月的 后才显现出来 ,破坏房屋 、道路等设施 ,后果严重 。 一次滑动 ,摧毁民房 82 间 , 114 户受灾 ; 1983 年雨季 , 2. 8 水库黄土塌岸和滑坡 毛西地区还发生了滑坡 30 余处 ,毁房200 间 ,窑洞96 由于水库蓄水 ,致使库岸黄土强度下降 ,在风浪 蚀作用下及地下水静 、动水压力作用下发生剥落 、崩孔 ,还造成人员伤亡 。 114 骊山周围黄土塬滑坡区滑坡 ,规模大小不一 。一般新黄土库岸破坏变形严重 骊山东 、西 、南侧有横岺塬和渭南塬 ,分布有大型 3 陕西黄土滑坡发生的制约因素 滑坡和 滑 坡群 200 余 处 , 仅西 安市 就 查出 100 多 个 。 2 从陕西黄土滑坡发育模式及滑坡分布特点及规 临潼浠河流域 62 km面积内有较大滑坡 70 处 ; 渭南 2 河上 游 50 km内 有大 中型 滑 坡 30 余 处 。区 内 有可以分析归纳出 ,导致陕西黄土滑坡发生的制约因素 。 150处滑坡呈不稳定状态 , 多是古 , 老滑坡复活 , 威胁 311 基底断层控制渭河断陷盆地的地貌形态 ,也控 数以万计居民安全 。 黄土滑坡发育 陕北黄土滑坡区 : 黄土滑坡主要沿泾河 、洛河 、延 典型的是渭河两岸东西向的断裂 ,及灞河 、泾河 、无定河两岸及其支流发育 ,其发育规模和密度不及 千河 、金陵河等北西向控制的滑坡群的带状发育 。 关中地区 。其中以洛河及其支流两岸较为发育 ,且规模 时 ,区域断裂不均一升降活动 ,常影响河流水系的冲 较大 。无定河流域及其以北地区 ,滑坡发育较为零散 。 堆积地貌的形成 ,而冲刷岸往往岸高坡陡又受河流 位于煤矿区的黄土滑坡有日益发展的态势 。主要 分布蚀作用 。而形成滑坡崩塌变形 。沿千河两岸都有滑 于铜川 、焦坪 、黄陵 、韩城四个矿区 ,已发生了 150 分布 。但在冯家山水库以下至河口段 ,滑坡崩塌多 多个大中型滑坡 。近年来 ,神府煤田矿区也开始出现 于千河右岸 ,而左岸一般没有分布 。形成这种现象 [ 1 ] 因煤矿开采而引发的黄土滑坡 。 原因 ,是由于千河分布于陇西系北西向基底活动断 之上 ,断层两盘产生不均匀上升 ,右岸上升速度大于 2 陕西黄土滑坡发育模式和类型 岸 ,从而形成右岸贾村塬比左岸凤翔塬高 50 m 左 根据关中和陕北黄土滑坡的调查研究 ,陕西黄土 右岸受冲刷 ,左岸堆积 ,所以千河右岸近 200 m 左右 滑坡的滑动模式有如下几类 : 的黄土边坡地段发育了一系列大小不等的崩塌 、滑 2. 1 均质黄土滑坡 其他地区也大致如此 。 以崩塌 、滑塌 、错落等变形形式为主 。变形主要原 312 地层岩性结构控制黄土滑坡发生的条件和频次 因是边坡陡峭及构造裂隙 ,风化卸荷裂缝的存在 ,在雨 上述黄土滑坡分布特点和规律 ,也是受黄土滑 水作用下 ,易于发生 。 地层岩性 结构 所 控制 。即所 谓易 滑 地层 及其 结 构 2. 2 沿古土壤层产生滑动合 ,促使了滑坡的发生 。这种组合有如下特点 :地形 古土壤层粘性较大 ,相对隔水 ,上部黄土疏松 ,多裂 (陡 ,上部地层较疏松或发育有裂隙 ,下部地层 滑床 隙 ,在雨水作用下 ,易于滑动 。多以滑塌的形式为主 。 )()(部 土 岩 性致密 ,强度较低 ,透水性较弱 易形成 () 2. 3 沿下伏第三系 N 红粘土层滑动) () 对隔水 ,或上部有潜水 或上层滞水 、层间水 。一 红土层系相对隔水层 ,地下水常起主导作用 ,以滑 在其顶板有泉水渗出 。 坡形式居多 。 313 河流侧蚀作用是古老滑坡发生的主控因素 2. 4 沿下伏基岩及其风化层滑动前述滑坡的分布规律足以证明这一点 。现代河 () 砂泥 页 岩及其风化层强度低 , 透水 性 弱 , 在其 也有侧蚀岸坡导致滑坡产生的情况 ,但其少见 ,因现 界面上常有地下水渗出 ,常成为滑床 。 床溪谷两侧大多由非黄土地层组成的库岸 : 主要由 2. 5 崩坡积层黄土沿下伏老地层发生滑动岸构成 ,抗冲蚀能力较强或者河流离陡坡较远 。 其界面往往有水渗出 ,滑体较浅 ,往往具塌滑性质 。 314 地下水活动是导致滑坡产生的重要因素 2. 6 人工堆积土层滑动地下水的存在或其水位不断上升 ,往往导致土 () 人工堆积土层 弃土 往往边坡较陡 ,在地下水或强度降低 ,地下水的静 、动水压力增强 ,从而促使滑 [ 2 ] 现尤为明显 。“黄河 ”其所以“黄 ”,与此有关 。6,7级地震 ,据记载 :“周幽王二年 ,泾 、渭 、洛 山的一次 根据宝鸡峡 引 渭渠 道边 坡 变 形 破 坏 统 计 资 料 显 川皆震 ,川竭 ,岐山崩 ”。说明这次地震不但在岐山发生 示 ,边坡变形与降雨量关系极为密切 ,如当年降雨量超 滑坡 ,而且在渭河 、泾河 、洛河三条河谷中产生大量滑 过 700 mm 时 ,就有滑坡发生 ,特别是每年 7、8、9 三月 坡 ,将河道都堵塞了 。这些滑坡当然都是黄土滑坡 。 ( 为汛期 ,为滑坡泥石流多发时节 。关中地 区 大 地 震 主 要 有 旬 邑 的 7 级 地 震 1501) 久雨 、暴雨往往会造成坡体含水量增高 ,地下水位 年 ,地震时 ,“地裂长 1,2 丈或 4 ,5 丈 ”。最大的地 上升 ,以及河流洪水位升高 ,岸坡冲刷加剧 。如边坡风 1 震是 1556 年 1月 23 日华县 8 级大地震 :“地裂陷 ,4 () 化卸荷裂隙及构造裂隙 、断层 地裂缝 发育的话 , 大 水涌成渠 ”,“西安地裂横竖如画 ”, 发生大量的滑坡 , 气降水形成的地洪流 ,不仅易冲刷边坡 ,还容易促使 死亡惨重 ,“官吏奏报有名者 , 83 万有奇 ”,这应该是我 滑坡的产生 。下图也能说明此一问题 。 国历史上地震死亡最多的一次 。八十年代我们在渭南 及长安等地的水利工程施工中 ,发现了许多地基裂隙 、 水涌沙填和滑坡变形痕迹 。 1920 年 12 月 26 日发生的海源 815 级大地震 ,死 亡 20多万人 ,曾诱发了一系列的黄土滑坡 ,最大体积 3 达数千万 m,曾影响关中地区 ,在宝鸡 、凤翔 、岐山 、扶风等黄土塬边地带产生许多地震裂隙 ,一般都平行边 坡分布 ,对边坡的稳定极为不利 。 据有关单位研究 ,由于地震而引起的滑坡一般有 如下一些特点 : 图 1 西安市降雨量与滑坡次数关系图 ( ) 1 分布范围广 。一般地震烈度 7 ?区都可能造成 413 人为因素 滑坡 。 8 级以上地震 ,在距震中 280 km 远的地方也能 近年来 ,工程滑坡日益增多 ,这主要是人为不正确 造成滑坡 ; 的活动所造成 。人为影响因素是多方面的 ,如破坏森 ( ) 2 数量多 ,密度高 。一次大地震可造成近千个2 林植被 ,边坡上垦荒 ,边坡堆载切坡 ,以及兴建公路 、铁 滑坡 , 在 极 震 区 每 km的 滑 坡 面 积 可 占 0145 ,2路 、渠道等引发的边坡稳定问题 。最值得注意的是煤 0190 km之多 。 矿开采引发的环境地质问题 ,特别是边坡变形问题 ,有 ( ) 3 规模大 。滑坡体一般长 1,2 km ,最大达 8 km , 2 愈演愈烈的趋势 。 宽 3 km ,面积达 17 km。 煤矿区其所以易于产生滑坡 , 是由于具有产生滑 ( ) 4 滑坡速度快 ,滑动距离远 。 坡的地质基础 :山高坡陡 ,临空面大 ,巨厚的黄土堆积 ( ) 5 滑床坡度小 ,地震造成滑坡的滑床一般为 10 ? () 在易滑地层上 : ? 黄土层饱水软弱带 ; ? 红粘土 N 左右 ,最小仅有 3 ?。 () 软弱带 ; ? 基岩顶部风化软弱带 ; ? 煤层顶板 泥岩 ,边坡的形态及组成物质都在内外应力作用下 软弱带 。由于矿井的冒顶 、塌方而影响上部边坡的变 形破坏 ,形成地表张裂 ,塌陷 ,崩塌和滑坡 ,形成灾害 。 不断变化 。边坡发生崩塌 、滑坡 、泥石流等各种变形 据王泰书研究资料 ,陕西省 1950 年以来 , 由于大 规模坏是很自然 的事 , 天 要下 雨 , 地 要 震 动 , 乃 自 然 规 开发煤炭和矿区地表进行工程建设 ,导致煤矿区 这些变形破坏会显露某些特点和规律 ,但很多事件 产生了 150多个新滑坡 ,主要分布于铜川 、焦坪 、黄陵 、 发展往往是随机的 。因此 ,对边坡变形及稳定性的 韩城四个矿区 ,具有明显的地域特点 。 究还需要我们不断努力 ,以期达到认识上的飞跃 。 值得提及 的韩 城电 厂边 坡 变形 而 引 发 的 研 究 工 512 黄土滑坡的发生自有其必然的规律 ,它发育在 作 ,具有典型意义 。 定的地质环境中 ,即发育于一定的易滑地层和 韩城电厂位于 水河 ?级阶地上 ,与象山煤矿相 质结构中 ,并有一定的诱发原因 邻 ,其上均为黄土 。电站始建于 1972 年 , 1979 年建成 通过我们的努力 ,对滑坡发生的预测预防 ,还是 投产 。 1982年发现电厂厂基及构筑物开裂变形 , 1985 可能的 。首先 ,应对全省的滑坡和不稳定边坡进行 年变形破 坏日 益 严重 。经当 时负 责 治滑 单位 研 究 认 查 ,可以采用对主要影响因子的工程地质类比 为 :“韩城电厂地基的严重变形和破坏 ,系东横山滑坡 进行稳定性评判 ,对滑坡多发区和易发区可以提高 所引起 ”。“不 仅 有 整 体 滑 坡 , 而 且 其 上 还 有 表 层 滑 勘查精度 。其次 ,对影响的滑坡和边坡稳定的不利 坡 ,要确保不受挤压变形 ,必须消除滑坡传给电厂的横 素 ,要加以控制和弱化 。第三 ,视其必要对不稳定滑 向推力 ”。因此 ,当时决定采取如下治滑处理措施 : 3 和边坡加以整治 。 ( ) 1 给滑坡体上部开挖减载约 90万 m; 513 近年来 ,黄土地区工程滑坡日益增多 ,这主要 ( ) () 2 沿坡脚修筑抗滑桩 73根 断面多为 3 ×5 m ,深 不正确的人为活动所致 30余米 ; 例如 :在边坡地段堆载 、切坡 、开渠 、修路 、挖煤( ) 3 为防止抗滑桩桩顶以上表层土体滑动 , 修筑 洞等 。由不正确转化为正确 ,通过我们的努力是可挡土墙 4道 ,长 333 m。 上述治理费用近 4 000万元 ,历时 5年 ,至 1989年 做到的或大部分能做到的 。例如 : 煤炭开采所引起 基本结束 。治理监测资料表明 ,变形趋缓 ,但始终处于 地表塌陷 、滑坡等灾害 ,则可以通过如下措施加以控 累进发展之中 ,变形不断扩大 ,特别是 1994 年 5 月以 或弱化 : ? 开采设计时就要控制地表形变 ; ?对可 后 ,各部位变形速度成倍增长 , 严重危及到电厂的安 发生塌陷的地区还要进行预测 ,使地表建筑物及公 全 。为此 ,当时电力部决定对该工程进行再次治理 ,并 桥梁等工程不布臵在变形区内 ; ?对变形区的建筑 把此任务委托给电力部西北院 。该院通过补充勘测和 要事先设臵预防变形措施 ; ?对严重影响地表建筑 对坡体变形机制的研究 ,认为横山 、北山一带的地面开 地区 ,应停止煤炭开采 。 裂变形 、厂区不均一水平位移和隆升变形是地下煤层 又如 ,引水工程可以改渠道为隧洞 ,既可避免边 采掘直接引起的 ,而地下水和地表红旗渠渗漏水的作 地质灾害 ,又可节约土地资源 。其它如铁路 、公路工 用是变形加大的主要因素 。厂区东侧山坡并未形成有 也可以改为隧洞形式而回避边坡地段 ,这是明智而 明确界限的滑坡 ,而是一变形岩体 ,其变形类型属“塑 效的抉择 。 流型蠕动变形 ”边坡 。 514 加强宣传教育 ,普及科普知识 ,加强对滑坡等地 根据新的研究结论 ,采取了针对性的工程措施 :主 #灾害的管理 ,把滑坡灾害的影响降低到最小程度 要停产横山 、北山下的 5煤层和防渗及排水措施 ,最后 在滑坡普查的基础上 ,对居住在不稳定地带的 达到了厂房及地面的稳定 。至今 20 余年的监测证明 , 民 ,要适时进行搬迁或防护治理 。对移民新村要事 处理是有效的 。 进行勘查评价 ,避免盲目性 。对不稳定的边坡地段 目前 ,煤矿开采主要集中到陕北神府一带 ,每年开 仅要勘察 ,而且要监测 ,防患于未然是必要的 。 采量已超亿吨 。由于煤矿开采而导致地表变形破坏有 一个滞后的过程 ,故目前地表变形并不严重 ,但已开始 参考文献 : 显露出来 ,应引起严重关切 ,以防止新兴城镇的房倒屋 [ 1 ] 陕西省滑坡治理办公室 1陕西省滑坡灾害预测图 1 ?750000 [ M 塌式的破坏变形 。 西安 :西安地图出版社 , 1995. 5 结论 [ 2 ] 濮声荣 1陕西水利工程地质实践 [ M ]. 西安 : 陕西科学技术出 社 , 2002. 511 广义而言 ,五陵山区的地壳表层地形是由各种类 型的边坡构成的