隆堯地裂的成因

馬學軍，宋偉，王洪磊，章衛衛，楊旭東，賈國欣

（中國地質調查局水文地質環境地質調查中心，保定 071051）

隆堯地裂的成因

馬學軍，宋偉，王洪磊，章衛衛，楊旭東，賈國欣

（中國地質調查局水文地質環境地質調查中心，保定 071051）

在野外調查和槽探的基礎上，分析周張莊－東店馬地裂的地質環境、基本特征和形成機制。發現該地裂屬于構造地裂。隆堯南斷裂活動反映在地表形成潛伏裂縫；連年地下水超采引起地下水下降，受降雨和農灌水滲流的沖蝕和搬運影響，致使地面開裂。建議該區地裂防治以避讓為主，并限制承壓水開采，加強災害監測和預警。

地裂；斷裂；地下水；地表水；防治

隆堯縣周張莊－東店馬地裂縫（簡稱隆堯地裂縫，下同）經調查發現該地縫穿過東良鄉、北樓鄉、魏家莊鎮、隆堯鎮、牛家橋鄉等5個鄉鎮的11個村，近百戶居民房屋開裂。地裂縫斷續出現長達20km。

本文依托中國地質調查局地質大調查——華北平原地裂縫調查與評價項目，在大量野外調查、槽探基礎上，對該地面裂縫的分布特征、形成機制進行了初步研究。

1 地理及地質環境條件

1.1 自然地理概況

隆堯縣境內地勢由西北向東南傾斜，海拔高度在25～157m之間。地貌單元屬于山前傾斜平原。西側屬太行山脈，由中山區、低山區和丘陵三部分組成。東側屬華北平原，平原東部有少量洼淀區。宣務山坐落于西部，山地面積5.8km2。

1.2 隆堯縣區域地質概況

隆堯縣地處華北斷塊區中兩個構造單元太行山隆起區和華北平原坳陷區的過渡帶，其分界斷裂為北東向的太行山山前斷裂帶。前第四紀地層分布在宣務山一帶，主要有震旦系、寒武系、奧陶系，其他地區均為第四紀松散堆積物。

地裂縫發育區處在華北平原沉降帶華北平原中南部的束鹿斷陷盆地內，束鹿斷陷盆地呈窄長條形，長約80km，寬14～20km。盆地東以新河斷裂為界，盆地西緣的寧晉凸起為斜坡狀延伸到盆地之下，以NNE向晉縣斷裂與西側的晉縣斷陷盆地毗鄰，北部經NW向衡水斷裂與深縣斷陷盆地相通，南側與隆堯凸起相連。盆地內部被NW向曹莊南斷裂和大曹莊斷裂分割，分成束鹿主體凹陷、曹莊橫向隆起和南部次凹三部分［1］（圖1）。

圖1 束鹿斷陷盆地地質構造圖Fig.1 Geological tectonics of Shulu down－faulted basin

2 隆堯地裂縫概況

現狀調查發現，隆堯地裂縫自東良鄉北寺莊村北至蓮子鎮南吳疃村東南，地表出露或隱伏于地下斷續出現長達20km，總體走向近東西向。沿地裂縫走向可以看到地裂縫垂直錯動地表，最大錯動量約0.4m。隆堯地裂縫穿過5個鄉鎮的11個村（圖2），其中周張莊村、南小河村、虎中村、西店子村民房受災均比較嚴重，地裂縫造成多戶居民房屋開裂、企業廠房破壞、道路受損、農田破壞等。

圖2 隆堯地裂縫分布圖Fig.2 Layout of the Longyao ground cleave

地裂縫剖面多呈上寬下窄的楔形，裂口粗糙不平，大部分出現垂向錯動現象。地裂縫出現地表的時間有先有后，表現形式不同，具一定的分段性。據其發生時間和形態特征等，大致可分為3段。

（1）北寺莊村－周張莊村段：西起北寺莊村北東至周張莊村東，長約2 100m，呈折線狀顯現，總體呈NWW向。2006年澆地時地裂縫以串珠狀塌坑出現，寬度0.3～0.4m，可見深度0.5m。地裂縫南側一盤下降，以后每年澆地或大雨時均出現沉降增加。地裂縫通過周張莊村致使20多戶居民房屋損壞嚴重，建筑物均呈現南側下沉現象。

（2）南小河村－虎中村段：西起郭賈村西北東至杜村村南，長約4 000m，呈折線狀顯現，總體NEE向，多以2006年澆地時出現，地裂縫連續或串珠狀塌陷坑形式出現，無明顯垂直錯動現象。地裂縫通過南小河村和虎中村，致使30多戶居民房屋損壞嚴重，建筑物破壞也呈現南側下沉現象。

（3）堯家莊－東店馬段：西起堯家莊東南東至南吳疃東南，長約6 500m，呈折線狀顯現，總體NEE向。地裂縫最早于1966年邢臺地震時開始出現，當時表現為地裂縫噴砂冒水，幾年后自然閉合。自2003年又開始出現細小裂縫，直至2006年夏季強降雨過后，在西店子村村西農田內被發現。通過西店子村，致使10余戶居民房屋損壞嚴重，地裂縫有明顯垂直錯動現象，建筑物破壞呈現南側下沉現象，且有水平錯動現象。

3 探槽地質現象

為查明地裂縫發育區地層結構、巖性、工程特性，在西店子村沿地裂縫開挖槽探，揭露地裂縫斷裂面兩側地層差異明顯（圖3）。

圖3 西店子村西探槽剖面圖Fig.3 Trench profile in the Xidianzi village

以東側探槽為例，地層巖性從新至老依次為：

（1）0～4.5m為人工填土層，即澧河河堤，褐黃色，含大量植物根系，地裂縫將河堤錯開。

（2）4.5～7.0m 為粉土層，淺黃褐色，土質疏松，含少量的植物根系，厚度約0.5m，地裂縫附近有細微裂隙存在，夾有厚度0.05～0.1m的粉質粘土層，地裂縫垂直錯動量約0.2m。

（3）7.0～9.3m 為粉質粘土層，黑褐色，土質較為緊密，較濕，中間夾有黑色含有機質的粉質粘土層，地裂縫垂直錯動量為0.15～0.2m。

（4）9.3～10.0m為含大量乳白色鈣質結核的粉質粘土層，深鐵灰色黏土層，含鈣質結核，直徑1～5mm。

由探槽壁上可以清晰看出類似疊瓦式兩條正斷層，F1斷裂面向上延至地表，傾角為80°～65°，地層垂直位錯累計0.2～0.3m。F2走向、傾向與F1大致相當，傾角50°～60°，位錯約0.1m，斷裂面較平直。在斷裂面上均可以觀察到擦痕的存在（圖4）。

圖4 探槽顯示主裂縫明顯擦痕Fig.4 Scratches of the main fissure in the trench

4 隆堯地裂縫成因分析

通過對隆堯地裂縫地質環境背景及基本特征分析，認為其成因與隆堯南斷裂密切相關，是現代區域構造應力場活動加強的產物。

構造地裂縫的形成和發育有多種因素，按其發生、發展過程中所起作用，可分為主導、誘發和影響3個因素。主導因素是控制地裂縫孕育、發展、活動性質和展布格局的決定性因素；誘發因素是決定和影響地裂縫發生時間、地段、強度的因素；影響因素則是只影響地裂縫發育程度的因素［2］。

隆堯南斷裂是一條活動斷裂，據資料該斷裂為華北平原坳陷區內西邊緣邢衡隆起和臨清坳陷的邊界斷裂，為正斷層，長約29km，呈NWW向展布，傾向南，傾角60°～70°，此斷裂在第四紀有過活動［3］。

地裂縫走向與隆堯南斷層走向基本一致，分布位置幾乎重合，且都具有南盤相對下降的特征。二者這種在空間展布、現代活動特征上的高度一致，表明它們之間具有明顯的成生聯系。地裂縫是活動斷裂長期蠕動、第四紀進一步活動在地表松散層的反映。

其他致裂因素（如地下水、地表水）與之形成沒有直接關系，但它們對地裂縫的出露地表過程中有一定的促進作用。

多年來，隆堯地區地下水持續超采，從而引起地下水水位持續下降，且地下水下降速度逐年增大。本區地下水水位埋深已經從20世紀70年代末的3～5m下降到現在的60m左右。

地裂縫各段均于每年雨季的降水過程中或農田灌溉時陸續出現。地表水的活動對隱伏地裂縫的顯現具有一定的誘發作用：在含水量驟然增加的條件下，其工程地質性質急劇變差，使隱伏的地裂縫部位地層結構破壞，成為地表水滲透和流入的良好通道，隨之發生沖蝕、搬運作用，致使地裂縫開啟顯現。

5 地裂縫防治

由于地殼構造活動引起的地裂縫對建筑物的破壞是不可抗拒的，因此最有效的防災措施是避讓為主。

地裂縫的構造性質，即地應力作用引起的斷層活動，人類目前尚難以控制，但地裂縫加速活動的影響因素——地下水過量開采，只要采取強有力的措施是可以控制的。限制開采地下水位強烈下降區的承壓水，使水位不再下降，能減緩地裂縫活動［4］。

另外，加強地質災害點的監測，及時預警，做好群策群防工作也是非常必要的。

6 結語

隆堯地裂縫是構造地裂縫，其形成發育和活動與斷層活動有關，地裂縫的活動在一定程度上反映了斷層的活動性，在集中降雨或農灌的作用下地裂縫出現。

隆堯地裂縫的地表斷面與隆堯南斷裂位置一致，至今還有活動跡象，在探槽內發現了豐富的地質構造現象，地裂縫造成的破壞與隆堯南斷裂的活動有直接關系。地裂縫的形成原因是該斷裂蠕滑變形的結果，在今后一段時間內，地裂縫仍將繼續發展。

建議對隆堯地裂縫活動進一步分析研究，建設監測點，以進一步了解地裂縫的發展趨勢。

［1］河北省地震局.1966年邢臺地震［M］.地震出版社，1986：89－92.

［2］王景明，王春梅，劉科.地裂縫及其災害研究的新進展［J］.地球科學進展，2001，16（3）：307.

［3］彭遠黔，楊家亮，何春貴，等.隆堯臨城間4.7級地震考察［J］.華北地震科學，2002，20（4）：59.

［4］陳志新.地裂縫成災機理及防御對策［J］.西安工程學院學報，2002，24（2）：20.

CAUSES FOR THE GROUND CLEAVE IN LONGYAO COUNTY

Ma Xue－jun，Song Wei，Wang Hong－lei，Zhang Wei－wei，Yang Xu－dong，Jia Guo－xin
（Center for Hydrology and Environmental Geology，China Geological Survey Bureau，Baoding 071051，China）

Based on the field and trenching survey，an analysis is done on the environmental geology，basic characteristics and formation mechanism of the Zhouzhangzhuang－Dongdianma tectonic cleave.South Longyao Fault causes the latent crack in the surface，which shows up with the erosion of rainfall and irrigation as excessive extraction of groundwater causes lower groundwater level.The measures are to dodge，restrict confined groundwater extraction and strengthen disaster monitoring and prewarning.

ground cleave；fault；groundwater；surface water；countermeasures

P642.26

A

1006－4362（2011）03－0043－04

2011－04－13 改回日期：2011－06－07

中國地質調查局地質大調查項目：華北平原地裂縫調查與評價（1212010914019）

馬學軍（1977－ ），男，工程師，主要從事水文地質、環境地質等方面的研究。