地质力学学报  2018, Vol. 24 Issue (4): 474-481
引用本文
张佳佳, 陈龙, 王军朝, 李元灵, 高波, 石胜伟. 藏东南鲁朗-通麦崩塌滑坡孕灾地质背景特征研究[J]. 地质力学学报, 2018, 24(4): 474-481.
ZHANG Jiajia, CHEN Long, WANG Junchao, LI Yuanling, GAO Bo, SHI Shengwei. STUDY OF DISASTER-INDUCING GEOLOGICAL CONDITIONS OF COLLAPSE AND LANDSLIDE ALONG LULANG-TONGMAI IN SE TIBET[J]. Journal of Geomechanics, 2018, 24(4): 474-481.
藏东南鲁朗-通麦崩塌滑坡孕灾地质背景特征研究
张佳佳1,2 , 陈龙1,2 , 王军朝1,2 , 李元灵1,2 , 高波1,2 , 石胜伟1,2     
1. 中国地质科学院探矿工艺研究所, 四川 成都 611734;
2. 中国地质调查局地质灾害防治技术中心, 四川 成都 611734
摘要:藏东南的喜马拉雅东构造结地区作为青藏高原隆升最快的地区之一,其复杂的地质背景条件决定了该区工程地质问题具有复杂性和特殊性,并孕育了多种地质灾害。利用测窗、节理裂隙分期配套等野外调查方法以及遥感影像解译,分析总结了藏东南地区鲁朗至通麦不同区段崩塌滑坡地质灾害的孕灾地质背景,据此将研究区划分为四段,分别为鲁朗-东久段、东久-拉月段、拉月-排龙段、排龙-通麦段,每一区段分别对应了不同的孕灾地质条件特征,由此也决定了区段内崩滑地质灾害的性质、变形破坏模式、规模。相关成果可用于藏东南崩塌滑坡地质灾害的早期识别和风险评价。
关键词孕灾地质条件    崩塌滑坡    喜马拉雅东构造结    藏东南    
DOI10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.049     文章编号:1006-6616(2018)04-0474-08
STUDY OF DISASTER-INDUCING GEOLOGICAL CONDITIONS OF COLLAPSE AND LANDSLIDE ALONG LULANG-TONGMAI IN SE TIBET
ZHANG Jiajia1,2 , CHEN Long1,2 , WANG Junchao1,2 , LI Yuanling1,2 , GAO Bo1,2 , SHI Shengwei1,2     
1. Institute of Exploration Technology, CAGS, Chengdu 611734, Sichuan, China;
2. Technical center for geological hazard prevention and control, CGS, Chengdu 611734, Sichuan, China
Abstract: Eastern Himalayan Syntaxis, as one of the fastest uplifting region in Tibetan Plateau, its complex geological environment determines that the engineering geological problems have complexity and particularity and give birth to a variety of geo-hazards. Based on the survey results of the project "Geo-hazards investigation in main towns and major highways in SE Tibet", the geological conditions of landslides along Lulang-Tongmai were analyzed. According to the analysis, the study area could be divided into four sections, respectively, which are Lulang-Dongjiu section, Dongjiu-Layue section, Layue-Pailong section, Pailong-Tongmai section. Each section corresponds to different disaster-inducing geological conditions, which determines the nature, deformation and failure mode and scale of landslide in the section. The conclusion could be used in risk assessment and early identification of landslides in SE Tibet.
Key words: disaster-inducing geological conditions    landslide    eastern Himalayan syntaxis    SE Tibet    
0 引言

随着我国经济社会的发展和西部大开发战略的实施,川藏铁路和川藏高速建设进一步向地质条件复杂、构造活动强烈的青藏高原东部山区推进,藏东南地区的地质灾害越来越被人关注[1~3],藏东南的喜马拉雅东构造结地区作为青藏高原隆升最快的地区之一[4],复杂的地质环境决定了该区工程地质问题具有复杂性和特殊性[5~6],并孕育了多种地质灾害和不良地质现象[7~8]

自上世纪60年代我国第一次青藏高原科考开始,国内许多科研单位和学者从不同角度对东构造结区域的地质灾害进行了分析和研究[9~11],纵观这些研究多关注崩滑流灾害体本身,对区域内的孕灾地质背景往往缺乏深入分析,尤其缺少聚焦喜马拉雅东构造结西侧孕灾地质背景的系统研究,而川藏公路两侧一级分水岭范围内的斜坡是目前崩塌滑坡灾害高发区域,同时也是规划中的川藏铁路和川藏高速公路的关键区域,文章利用测窗、节理裂隙分期配套等野外调查方法以及遥感影像解译,分析总结藏东南地区鲁朗到通麦不同区段崩塌滑坡地质灾害的孕灾地质背景特征及其对应的崩塌滑坡的性质、变形破坏模式、规模,以期对藏东南地区崩滑灾害的风险评价和早期识别提供一定借鉴。

1 区域地质概况

研究区整体位于喜马拉雅东构造结西侧(见图 1),北西侧的冈底斯山脉与南东侧喜马拉雅山脉之间一级分水岭内的峡谷区域,构造上属拉萨地块,整体位于东久—米林韧性剪切带上[12],根据不同区段断裂性质不同自南向北又可进一步细分为鲁朗—东久左行走滑剪切带、东久—排龙韧性逆冲剪切带、通灯—通麦左行走滑断裂[4],主要出露基岩为念青唐古拉岩群片麻岩、雅鲁藏布江蛇绿混杂岩以及少量新近纪黑云母二长花岗岩(见图 1)。第四系松散堆积主要分布于斜坡表面和河谷谷坡地带,以坡积物、冲洪积物、冰川堆积物居多。地貌上,研究区属高山峡谷地貌,整体呈“V”字型,仅在拉月村、东久新村存在阶地地貌。区内水系主要由帕隆藏布和鲁朗河及其支流组成,其中帕隆藏布流向由北向南,鲁朗河(拉月曲)流向由南向北,并于排龙汇入帕隆藏布。这两条主要水系纵贯整个研究区,河道纵比降大,流速大,搬运能力强(见图 2)。青藏高原的快速隆升,使得区内地壳稳定性变差,构造活动性增强,地震频发[13~14]

Ⅰ—拉萨地体;Ⅱ—雅鲁藏布江缝合带;Ⅲ—喜马拉雅东构造结;1—念青唐古拉变质岩系;2—冈底斯花岗岩带;3—古生代岩石;4—雅鲁藏布江蛇绿混杂岩带;5—直白组高压麻粒相带;6—派乡组角闪岩相变质岩;7—多雄拉组混合岩化角闪岩相变质岩;8—拆离断裂;9—逆冲断裂;10—左行走滑断裂;11—右行走滑断裂;12—面理产状;13—里氏6.0~7.0级地震;14—大于里氏7.0级地震;15—11.18米林6.9级地震震中 图 1 喜马拉雅东构造结区域地质、历史地震图[4] Figure 1 Regional geology and historical earthquake distribution of Eastern Himalayan Syntaxis[4]

F1—鲁朗—东久左行走滑剪切带;F2—东久—排龙韧性逆冲剪切带;F3—通灯—通麦左行走滑断裂;P1—鲁朗—东久灾害地质剖面;P2—东久—拉月灾害地质剖面;P3—拉月—排龙灾害地质剖面;P4—排龙—通麦灾害地质剖面 图 2 鲁朗—东久—通麦研究区地质简图 Figure 2 Simplified geologic map of Lulang-Dongjiu-Tongmai area
2 孕灾地质背景特征 2.1 鲁朗—东久段

整体位于鲁朗—东久左行走滑剪切带上,基岩以念青唐古拉岩群黑云斜长片麻岩和雅鲁藏布江蛇绿混杂岩为主(见图 1),岩体中发育片麻理,沟谷两侧斜坡坡度在25°~35°,临河流及公路的高陡第四纪松散堆积体因河流切坡以及人工开挖,形成高陡边坡,物质组成为块碎石土,稳定性差(见图 3)。因此,鲁朗—东久段主要发育土质滑坡,根据诱发因素的不同,可分为两种模式,模式Ⅰ:鲁朗河西侧边坡以发育浅表溜滑和小型崩塌落石为主,为浅表径流引发边坡表层的松散坡积物启动形成(见图 4a),主要威胁对象为过往行人车辆和G318公路,雨季6—9月多发,事实上鲁朗河西侧边坡曾于1987年9月失稳形成滑坡,掩埋公路达350 m长[7];模式Ⅱ:东侧边坡因临河缘故,以发育河流侧蚀诱因的土质滑坡为主(见图 4b),同样雨季多发,每次形成的堆积物均会被流水带走,虽不具堵河风险,但形成的堆积物会一定程度改变流水方向,造成对另外一岸的集中冲刷,形成河岸坍塌。

图 3 鲁朗—东久灾害地质剖面图(P1) Figure 3 Profile of geo-hazards in Lulang-Dongjiu section

a-鲁朗河西侧边坡表层溜滑; b-鲁朗河东侧河流切坡诱发形成的土质滑坡 图 4 鲁朗—东久段主要地质灾害 Figure 4 Major geo-hazards in Lulang-Dongjiu section
2.2 东久—拉月段

整体位于东久—排龙韧性逆冲剪切带上,基岩岩性为念青唐古拉岩群黑云斜长片麻岩,属块状岩体,岩体中发育片麻理,沟谷两侧斜坡坡度在35°~40°之间,以北侧边坡发育北西倾向叠瓦状逆冲断裂和顺面理(片麻理)发育的逆坡向节理为特征,野外典型斜坡结构如图 5a所示,区段内优势节理赤平投影也有很好的显示(图 5b),故东久—拉月段斜坡为块状岩体斜坡中由逆坡向节理控制的“类反向坡”(见图 6),无特殊工况条件下(地震)边坡整体稳定性较好,仅以小规模崩塌落石灾害为主。

a-东久-拉月段野外典型斜坡结构; b-东久-拉月段边坡节理赤平投影(红色线条为斜坡投影$ 黑色线条为节理投影) 图 5 东久—拉月段典型斜坡结构及节理特征图 Figure 5 Typical ramp structure and joint stereographic projection in Dongjiu-Layue section

图 6 东久—拉月灾害地质剖面图(P2) Figure 6 Profile of geo-hazards in Dongjiu-Layue section
2.3 拉月—排龙段

整体位于东久—排龙韧性逆冲剪切带上,基岩岩性为念青唐古拉岩群黑云斜长片麻岩,岩体中发育片麻理,区内以大型—特大型岩质滑坡灾害为典型特征,主要孕灾地质条件为:①沟谷两侧斜坡陡立,坡度在40°~50°之间,临空面一侧为G318公路;②北侧边坡发育北西倾向叠瓦状逆冲断裂,属拉月—排龙韧性逆冲剪切带,断裂破碎带为岩体中的软弱带,同时为雨水入渗提供通道;③岩体中发育有一组顺坡向发育的优势节理(见图 7),节理密度4~6条/m,野外典型斜坡结构如图 7a所示,区段内优势节理赤平投影也有很好的显示(见图 7b),故拉月—排龙段斜坡为块状体斜坡中由顺坡向节理控制的“类顺向坡”(见图 8),该组结构面是控制拉月—排龙段岩质滑坡和滑移式崩塌的主控结构面。另外区段内还发育有一组顺面理发育的逆坡向节理,和一组垂直于斜坡向内的节理(见图 7),两组优势节理为区域构造作用形成,它们将岩体分割成大小不一的块体(见图 8),对滑坡灾害的形成同样起到一定程度的控制作用。

a-拉月-排龙段野外典型斜坡结构; b-拉月-排龙边坡节理赤平投影(红色线条为斜坡投影$ 黑色线条为节理投影) 图 7 拉月—排龙段典型斜坡结构及节理特征图 Figure 7 Typical ramp structure and joint stereographic projection in Layue-Pailong section

图 8 拉月—排龙灾害地质剖面图(P3) Figure 8 Profile of geo-hazards in Layue-Pailong section

区域内以大型—特大型岩质滑坡灾害为典型特征,滑坡后部山体中发育的断裂和岩体中的顺坡向及逆坡向的两组优势节理为岩质滑坡的主控因素(见图 8),一旦发生岩质滑坡将直接威胁过往行人人身财产安全,阻塞G318公路,并有堵河风险,事实上历史上该段区域有多次暴发案例,例如著名的拉月大塌方,滑坡堆积体阻断拉月曲,形成高达70~90 m的堰塞坝[15]。因为两组优势结构面的存在,区段内小型—中型的岩质滑坡以及滑移式崩塌也经常发生,威胁过往行人车辆和G318公路。

2.4 排龙—通麦段

该段整体位于通灯—通麦左行走滑断裂上,基岩岩性为念青唐古拉岩群片麻岩,岩体中发育片麻理,沟谷两侧斜坡陡立,坡度在45°~55°之间,岩体面理(片麻理)与斜坡坡向近垂直,而优势节理为区域构造作用形成,顺片麻理理发育,故该段斜坡结构为块状体斜坡中由垂直坡向节理控制的“类横向坡”(见图 9图 10),但临公路边坡岩体中发育有其他产状杂乱的结构面(见图 10),为公路修建爆破,开挖边坡形成,易产生中—小规模崩塌落石地质灾害。

a-排龙-通麦段野外典型斜坡结构; b-排龙-通麦边坡节理赤平投影(红色线条为斜坡投影$ 黑色线条为结构面投影) 图 9 排龙—通麦段典型斜坡结构及节理特征图 Figure 9 Typical ramp structure and joint stereographic projection in Layue-Tongmai section

图 10 排龙—通麦灾害地质剖面图(P4) Figure 10 Profile of geo-hazards in Pailong-Tongmai section
3 讨论

对比研究区四段区域,鲁朗—东久段因为高陡边坡坡脚较厚第四纪松散堆积体的存在,在降雨和河流切坡的诱发下极易经过蠕滑—拉裂的变形破坏,形成土质滑坡;东久—拉月、拉月—排龙、排龙—通麦三段中地质灾害的主要载体为基岩岩体,区别于其他新构造运动不活跃区域的岩质斜坡,构造节理发育以及斜坡中的活动断裂是该区域的典型特征。三段中以拉月—排龙段地质灾害暴发规模最大,地质灾害类型以大型—特大型岩质滑坡为典型特征,受控于顺坡向发育的优势节理,其主要的变形破坏模式为滑移—拉裂式,另外两段因为位于断裂带上,岩体多被节理裂隙切割破碎,在无特殊工况条件下主要的地质灾害类型为小—中型崩塌落石为主,变形破坏模式为倾倒、拉裂式。综合对比三段的孕灾地质背景,仅有拉月—排龙段存在顺坡向的优势节理,这也是该段暴发整体滑移式岩质滑坡的控制因素。因此,喜马拉雅东构造结北西侧相邻的区域内发生类型、规模差别如此之大的地质灾害,显然是由不同区段具体的孕灾地质背景条件所决定的,如表 1所示。

表 1 鲁朗—通麦崩滑地质灾害类型、孕灾地质条件对比 Table 1 Contrastive analysis of the geologic conditions and disaster-inducing features along Lulang-Tongmai
4 结论

根据藏东南地区鲁朗到通麦不同区段崩塌滑坡地质灾害的孕灾地质背景特征,据此将川藏公路鲁朗到通麦具体划分为四段,分别为鲁朗—东久段、东久—拉月段、拉月—排龙段、排龙—通麦段,孕灾地质背景决定了每一段的变形破坏模式和规模:(1)鲁朗—东久段,以斜坡表层的松散堆积物,经降雨诱发和河流侧蚀形成的土质滑坡为特征,破坏模式为蠕滑—拉裂式;(2)东久—拉月段,以块状体斜坡中由逆坡向节理控制的“类反向坡”斜坡结构为特征,无特殊工况条件下(地震)边坡整体稳定性较好,仅以小规模崩塌落石灾害为主;(3)拉月—排龙段,以大型—特大型岩质滑坡灾害为典型特征,山体中发育的断裂和岩体中的顺坡向及逆坡向的两组优势节理为崩滑灾害的主控因素,破坏模式为滑移—拉裂式;(4)排龙—通麦段,以块状体斜坡中由垂直坡向节理控制的“类横向坡”斜坡结构为特征,临公路边坡因公路修建爆破、开挖,发育有其他产状杂乱的结构面,易产生小—中规模崩塌落石地质灾害。

致谢 成都理工大学的邹任洲、田海、李鸿儒、钱宏在野外调查中给予帮助,研究团队司机何均宴在野外工作中提供了良好的后勤保障,在此一并表示衷心的感谢!

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