蔗头山山体滑坡与构造关系研究

蔗头山山体滑坡与构造关系研究 第 23 卷 第 2 期 华 东 地 质 学 院 学 报 Vol123 No12 JOURNAL OF EAST CHINA GEOLOGICAL INSTITUTE SUM 70 2000 年 6 月 蔗头山山体滑坡与构造关系研究 万昌林 ( ) 南昌有色冶金设计研究院 ,江西南昌 330002 摘 要 通过蔗头山山体滑坡与地质构造关系的 ,从不同方面论述了地质构造对山体滑坡的控制作用 ,指出地质构造对 山体滑坡的形成 、分布和发展演化的控制 ,是影响山体斜坡稳定性的重要内在因素之一 。 主词 山体滑坡 ;地质构造 ;蔗头山 ( ) 1000 - 2251 200002 - 174 - 03 中图分类号 : P642 . 22 P694 文献标识码 :B 文章编号 滑坡是矿山尤其是露天矿山生产中经常遇到 1 060 m 标高处 ,因牵引作用形成了一个新 体上部 # () 的小滑体 8 。同时 ,在 895 m 平台矿岩交界处产 的地质灾害之一 。国内外许多从事滑坡研究的人 员 ,都把岩性和成层条件作为滑坡形成的基础 ,即 生了底鼓 。至此 ,在北矿段形成了一个标高 895,1 # # 所谓“岩性论”或“层控论”,认为滑坡一方面由岩石 070 m 、高差 175 m 、长 400 m 、宽 300 m ,由 8 + V + ’性质决定 ,另一方面也受到特定层位的制约 。笔者 V+ 895 m 平台底鼓组成了大滑体 。滑坡的产生 , 在参与福建省安溪县潘田蔗头山自然山体潜在滑 严重危及了矿山的 ,威胁着矿区职工和潘 坡综合治理研究工作中 ,对该地区地质构造与 田村民的生命财产安全 。 滑坡的关系进行了研究 ,认为构造对滑坡具有重要工程地质和水文地质条件2 () 的控制作用 。和地层岩性 、地 下水等影响因素 该区属高山构造剥蚀地形 , 切割强烈 , 沟谷发 一样 ,构造也是影响斜坡稳定性的重要内在因素之 育 。失稳山体斜坡位于潘田盆地西南坡 ,是一坡向 一 ,它控制了滑坡尤其是岩质滑坡的形成 、分布和 (NE ,走向 NW 的单斜地形 ,山体斜坡上陡 坡角大于 发展演化 。研究滑坡地区的地质构造条件 ,分析其 ) () 35?下缓 坡角 25,?28?,属凹形坡 。 山体斜坡地层与滑坡的关系 ,对滑坡的预防和综合治理具有十分 主要由第四系和石炭系下统林 重要的现实意义 。本文拟就蔗头山山体滑坡与地 地组组成 。第四系为冲积 、洪积 、坡积 、残积成因的 质构造的关系进行一些探讨 ,为矿山设计和采掘提碎石土 ,结构松散 ,厚度不大 ,分布广 ,强度低 ,透水 供一定的依据 。性强 ,稳定性差 。林地组由粉砂岩 、粉砂质泥岩组 成 ,走向 NW ,倾向 NE ,倾角 40?,60,? 与地形坡向 一山体滑坡的一般特征1 致 。岩石风化严重 ,风化深度大 ,强度低 ,遇水易 蔗头山山体滑坡位于潘洛铁矿潘田采区上方 , 软化 ,节理裂隙发育 。分南北中三段 。1990 年在遭受数十年一遇的大雨 () 区内断裂构造十分发育 图 1,以 NW 向为主 , 之后 ,采区上方长达 2 km 的山体斜坡出现大面积 NE 向 、NNE 向次之 ,呈现多期次活动 。全区共有断 的坡面开裂 、错落 、滑坡等失稳现象 。南段因滑坡 层 28 条 ,分三组 : 第一组为走向 NE 46?,82,?倾向 # 严重而被迫中断生产 ; 中段发育有 IV 潜在滑体 , S —SE ,倾角 45,?85的横向断层? ,如 F,F,F,F16 18 20 22标高介于 950,1 080 m ,高差 130 m ,周界边长 600 # ? m ,呈对称的马蹄形地面开裂 ; 北段形成 V 滑体 , ;第二组为走向 NW310,345,?倾向 SW ,倾角 10?等 标高 930,1 050 m ,高差 120 m ,周界长 300 m 。1991,65的逆断层? ,如 F;第三组为走向 NW ,倾向 NE , 17 年底由于 矿 山 继 续 开 采 以 及 暴 雨 的 影 响 , 在 标 高倾角 20,?85的?正断层 ,如 F, F等 。三组断层纵 21 3 # ’ () 960,910 m 间 ,V 滑体内又产生一个小滑体 V,横交错 ,使得岩层 、矿体破碎 ,产状多变 , 破坏了山 # # 并导致 V 滑体复活 ,至 1997 年 7 —8 月 , 在 V 滑体斜坡的完整性 。 收稿日期 :1999211227 征看 ,属新华夏系隆起 ,活动性质强烈 ,其新构造运 动特征 ,表现为强烈的断块隆升 ,形成海拔千米以 上的高 山 构 造 剥 蚀 地 形 , 山 岭 两 侧 均 为 断 裂 所 控 制 。而与之相邻的永安 、漳平两个盆地与戴云山区 高差悬殊 ,表现为相对沉陷 。在两者的交接地带滑 坡经常发生 。该区正处在一个滑坡多发的交接地 带 。 3 . 2 区内的构造特征 、构造样式控制了滑坡的产 生和发育 区内断裂构造发育 , 走向 NE 和 NW 。不同性 质的三组断层在坡体内交汇 ,将山体斜坡切割成块 状 ,从而形成网格状 、棋盘式构造样式 ,造成坡体内 岩层 、矿体破碎 ,产状多变 ,破坏了山体斜坡的稳定 性和均一性 。如北段山体斜坡自 F起向北分别被 16 ( F,F, F等 NE 向横断层切割成四段 ,沿倾向 坡 18 20 22 ) 向又被 NW 向的 F, F断层切割成三块 ,造成矿 17 21 体及岩层产状与形态变化很大 ,使得坡体内岩石破 碎 ,风化严重 。另外 ,断层的纵横交错有利于地表 水和地下水向坡体内汇集 ,加之断层面本身又是一 图 1 蔗头山自然山体斜坡构造地质略图 ,因此 ,一旦产生失稳条件 , 如大气降水 、 种软弱面 Fig1 . The structural geolo gical sche me of slop e 坡脚开挖 、产生新的临空面等 ,山体斜坡就可能失 of natural mo untain syste m in Zheto u sha n 稳而产生滑坡 。事实也正是如此 。分析其原因 ,正 1. 第四系 ;2. 上石炭统林地组 ;3. 铁矿 ;4. 断层及编号 ; 因为不 同 方 向 的 两 条 或 数 条 断 层 交 汇 , 或 相 距 较 5. 地质界线 ;6. 滑坡界线 ;7. 滑坡编号 区内水文地质条件简单 , 坡体内无地表水体 , 近 ,由于构造应力的叠加影响以及断裂活动的继承 地下水位深 ,水力坡度缓 ,上部碎石土透水饱水而 性和多期性特点 ,使得处于该地段的岩体遭受强烈 不含水 ; 下部基岩强风化弱含水 ,地下水补给来源 破坏 ,岩石破碎 ,构造岩发育 ,岩体稳定性极差 。同 是大气降水 。 时 ,由于这种断层交汇带影响宽度大 ,裂隙发育 ,含 水丰富 ,在风化和地下水的作用下 ,往往沿着断层 破碎带产生明显的具有相当规模的软弱带 。由这 地质构造与山体滑坡的关系3 种软弱 带 组 成 的 边 坡 极 不 稳 定 , 必 然 容 易 产 生 滑分析该区的构造地质条件 , 可以看出 , 该区的 坡 。山体滑坡与构造活动有着极其密切的关系 。 比较构 成 山 体 斜 坡 岩 层 矿 体 的 产 状 , 可 以 看 3 . 1 区内所处的大地构造位置有利于滑坡的产生 出 ,南北两端产状陡 ,矿体倾角 60?,90,?中间部分 区域上 ,该区处于不同构造单元的交接带 —永 梅上( ) F—F以 F断层为界 ,上盘矿体产状很缓 ,倾角 18 2217古坳陷带的东南缘 ,政和 —大埔大断裂的南东 侧 , 23,?30,?以至完全水平 ; 下盘矿体产状较陡 ,倾角为大型隆起及断块差异活动交接地带 。两侧的 55?。产生这种现象的原因 , 是由于北段山体斜坡 新构造运动类型和强度 ,存在着明显的差异 。研究岩层矿体 ,在断裂构造作用下 ,以 F和 F为界 ,沿 18 22 1 表明,活动性强的大构造或不同构造单元的交接 F 和 F 断层面产生位移错动 ,使得断层上盘的 着 17 21 带以及深大断裂带附近 ,滑坡常集中分布 。在这些 岩层和矿体产状被牵引位移而变缓 ,即位于斜坡上 地区 ,由于构造运动强烈 ,断层 、褶皱发育 , 差异升 部的 F断层 ,因断层面倾向坡外 ,断层上盘岩石相 21降运动明 显 , 常 形 成 大 的 断 裂 挤 压 破 碎 带 等 软 弱 对下移而表现为正断层 ; 位于坡底的 F断层 ,由于 17 华 东 地 质 学 院 学 报 2000 年 176 的断层滑动面 。因此 ,可以认为 ,北段山体斜坡早 化深度大的特点 。同时在风化基岩中也形成了以 ,致使原来相 高岭土等风化产物为主的多层软弱面 在现今滑坡产生之前就已经因断裂构造运动产生 过位移滑动 ,后在一定条件下达到了相对平衡 ,形 对稳定的基岩 ,由于岩石破碎 ,风化强烈 ,软弱面发 成了暂时的稳定 。一旦产生新的失稳条件 ,山体斜育而变得强度降低 ,极不稳定 ,为滑坡产生提供了 有利条件 。另外 ,勘查资料表明 ,坡体内各种性质 坡就有可能沿着断层面重新活动而形成滑坡 。 3 . 3 断裂构造的展布控制了区内山体滑坡的分布的软弱面 ,具有顺坡 、顺层 、顺向的特点 。软弱面倾 ( ) 角平缓 13,?30?,小于斜坡坡角 。这种产出特征 宏观上 ,该区山体滑坡由北至南成群成带连续 分布 ,它们分布的标高基本相同 ,走向 、倾向也基本 有利于滑坡的产生 。 3 . 6 构造运动控制了区内地貌的形成和演化一致 ,明显受 NW 向和 NE 向断裂构造的控制 。这 种分布特征 ,反映出蔗头山山体滑坡是在相同的构 滑坡受地貌的影响非常明显 ,不同的地貌特征 造地质条件下产生的 ,受相同的控制因素制约 。其 对滑坡的形成和发育 ,滑坡的类型和规模具有重要 形成的机理是一致的 ,都受到该区构造运动的控制 影响 。在构造上升剧烈区 ,地貌作用以相应的剥蚀 和影响 。具体表现为沿走向受到与坡体走向一致 为主 ,山坡稳定性差 ,崩塌 、滑坡 、泥石流等斜坡作 的 F,F等 走 向 断 层 的 控 制 , 而 倾 向 上 受 到 F, 用活跃 ; 构造下沉区 ,地貌作用则以夷平和堆积为 17 21 16 F,F,F等横向断层的控制 。这些横向断层的断 主 ,地形渐趋和缓 ,山坡较稳定 。该区地貌的形成 18 20 22 # 和演化与构造运动有着直接的关系 。构造运动所 层面控制了滑坡体的边界 ,如北段 V ,8 滑体的边 造成的断块上升 ,褶皱断裂 ,在该区形成强烈切割 界就是以 F和 F断层为界的 。而走向断层的断 20 22 的高山构造剥蚀地形 。区内山脉与水系的分布几 层面则构成了滑坡的滑动面 ,如南段滑坡体即沿着 乎与 NW 向的主要构造带展布完全吻合 ,说明这些 F断层滑动 。 21 构造带 ,严格地控制了该区的地貌格架 。同时 , 由 3 . 4 地质构造控制了滑坡的主滑向 于断块的抬升 ,断裂活动 ,使得出露地表的抗风化 受构造运动直接或间接影响而形成的优势结 较强的基岩 ,在经历了强烈风化作用后 ,不断地分 ( ) 构面 岩层层面 、断层面 、节理面 、软弱面,是影响 解崩塌而形成陡崖 。陡崖之下堆积了大量的崩 - 滑坡主滑向的重要因素 。从蔗头山山体斜坡构造 坡积物 ,从而形成了上陡下缓的凹行坡 。如 14 —17 地质特征可以看出 ,该区所处的感德 —长坑背斜构 线之间 ,松岩岭下有一宽 200 m ,高 150 m 的陡崖 , 造的西翼 ,地层产状为走向 NW ,倾向 NE ,表现为一 坡倾角 70?,80,?由石英砂岩和长石石英细砂岩组 单斜构 造 ; 顺 层 产 出 的 软 弱 面 产 状 多 为 30?, 70? 成 。陡崖的下部是一缓倾斜的宽阔平台 ,上面堆积 ?13,?30;?节理统计表明 ,优势节理面走向主要是 了厚度 9,18 m 的崩 - 坡积物 ,结构松散 。这些凹 NE50,?60的一组? ; 对山体滑坡有重要控制作用的 形坡上的松散堆积物 ,一旦坡脚遭受破坏 ,极易产 ( ) F,F,F,F, F断层 , 其走向 或倾向多为 NE17 21 18 20 22 生堆积土滑坡 。 向 。优势结构面的共同特征 ,决定了蔗头山山体滑 综上所述 ,该区山体滑坡的形成和发育与构造 坡沿着上述优势结构面滑动时 ,主滑向顺 NE 方向 运动密切相关 ,其所处的大地构造部位和区域构造 滑动的总体趋势 。这一方面是应力作用的结果 ,更 位置 ,坡体内断裂构造的发育特征 ,软弱结构面的 重要的是受控于现有的构造地质条件 。 形成和组合方式 ,岩石风化程度以及地形地貌特征 3 . 5 构造运动是导致区内岩石强烈风化和软弱面 等 ,均有利于滑坡的产生和发育 ,也都受到构造运 发育的主要原因 动的控制 ,是多期次构造演化作用的结果 。因此 , 区内岩石风化强烈 , 最大风 化 深 度 可 达 65 m 地质构造是影响该区山体斜坡稳定性的至关重要 以上 ,岩石中形成了以高岭土为主的多层软弱面 。 的因素之一 。 导致区内岩石强烈风化和软弱面发育的原因 ,除岩 参 考 文 献石本身的物理化学特征外 ,主要是因为构造运动所 陆兆溱. 工程地质学M. 北京 :水利电力出版社 ,1989 . 1 产生的断层和节理裂隙 ,使得区内岩石异常破碎 , 居恢扬 ,冯之浚 ,董光炳. 华东地区滑坡特点及福建地区铁路沿 2 线滑坡问题C. 见 : 铁道部科学研究院西北研究所主编. 滑坡 加速了岩石的风化 ,断块的持续上升 ,导致风化深 度不断加大 ,从而造成该区主要基岩风化强烈 ,风 ()() 下转第 180 页 文集 2. 北京 :人民铁道出版社. 1979 . ( ) ,1994 - 07 - 14 . 3 方 裕. 地理信息系统 GIS的技术与发展 R . 第二届 MAPGIS 世界报 2 姜作勤 ,龚仁辉. 地理信息系统产业正在形成N . 计算机世界报 用户大会上国内 GIS 专家学术报告 1999 - 07 - 14 . Developing Pre se nt situatio n a nd Loo k a he a d of Informatio n Tec hnolo gy a nd Ge scie nc e L IU Sunan SU Xuxia ()North industrial school ,J iangxi ganzhou 341000 Abstract This paper formalates developing actuality of information technology and geoscience , and looks forward MAPGIS. Key words digital Cartog2raphy ; databases ; geographical information system ()上接 176 页 Study of Relatio n ship of Gro und La nd slide with Structure in Zheto u Mo untain WANG Changlin ( )In Zhetiu Miuntain Nanchang non2ferrous metallurgy designing institute ,J iangxi Nanchang 330002 Abstract This paper analyzes relationship s of ground landslide with geological stracture in Zhetou mountain ,expounds geological structure controls ground landslide in varions aspect . This paper also presents geological structure controls for2 mation ,dispat chment and devoloping evolution of ground landslide ,which is one of the impotant inner factors influence stability ground landslide . Key words ground landslide ; geological structure ; Zhetou mountain