西秦嶺大橋金礦H1滑坡發育特征及變形破壞模式分析

朱利輝

（甘肅省地質調查院，甘肅 蘭州 730000）

大橋金礦地處甘肅省隴南市西和縣，距縣城約50公里，本次研究的大橋金礦H1為位于縣城南側，該金礦是近些年來在西秦嶺發現金礦的一種新的類型[1]。本文旨在大橋金礦的H1號滑坡的特征及變形破壞模式進行了詳細的分析，對礦區建設和開采的工藝選擇具有一定的現實意義。

1 自然地理概況

大橋金礦H1滑坡處于甘肅省隴南市西和縣，滑坡位于西和縣城西側，漾水河左岸，屬溫帶大陸性季風氣候，氣候溫和濕潤，近年來多年平均均氣溫8.5℃。最高33.6℃，最低-24.5℃，無霜期分布不均勻為150-212天，近年來年平均降水量548.2mm，6-10月份降水量占全年降水量的76%，6-8月占51.42%。年降水量最高為761.7mm，最低為312.6mm。多年平均蒸發量1362mm，干燥度為2.14。研究區山體斜坡無地表流水，表面多為降雨后經過常年沖刷而形成的較深的沖溝。根據野外勘查，H1滑坡主要威脅大橋金礦的主礦區及配套設施，威脅資產至少為5億元。

2 地質與環境條件

2.1 地形及地貌

大橋金礦H1滑坡地處西和縣城南，高程1533m～1586m之間，坡度16°～34°，H1號滑坡位于著名的西山滑坡體前緣南側，上部地形起伏較小，下部為大橋金礦礦區。依地貌特征以及滑坡的成因類型可將H1滑坡劃入構造低中山侵蝕地貌單元。

2.2 地層與巖性

研究區出露的地層主要有新近系和第四系，巖性由老到新為：

新近系（N2）：構成巖性為砂質泥巖、淺灰綠色泥巖夾砂礫巖，推測該套地層形成環境應屬內陸湖盆沉積，

第四系（Q）：分為風積黃土以及堆積物。

風積黃土（Q3eol）：呈厚層狀分布在滑坡體周圍，形似棉被。

堆積物（Q4del）：為滑坡滑動形成的堆積物，滑坡體被其掩蓋，淺綠色，主要由黃褐色黃土狀土及少量淺綠色泥巖碎屑組成，厚度大概6m～12m不等。

2.3 構造、地震

西和縣大地構造位置處于秦嶺中部構造帶間的新生代的凹陷盆地的南部，根據地震區域劃分資料，西和縣位于寧夏—龍門山地震亞（代）區，依據《建筑抗震設計規范》，西和縣縣域地震烈度為Ⅷ度，地震加速度為0.35g[2]。

2.4 巖體及土體工程條件

根據研究區巖體和土體類型以及其工程地質特性可劃分為兩個類型：

2.4.1 土體類型及特征

砂礫石及粘性土雙層土體：具分層雙結構，厚度為6—15m。上部產出粘性土及粉土，承載力值90—95kPa；下部產出為砂礫及卵石，分選性一般，磨圓度較好，為圓及次圓形。

黃土狀粉土：淺黃色，為黃土狀粉土，呈塊狀，具微層理構造，較為干燥、松散，裂隙較為發育。屬于弱濕陷性黃土。

2.4.2 巖體類型及特征

中、厚層軟弱泥巖、砂巖巖組（N）：巖性為泥巖：形成時代為新近紀上統，顏色為淺青灰色，原巖質地較軟弱，干后形成較為堅硬的塊狀結構物，遇水容易崩解、軟化。主要物理學及力學指標：干容重19-23kN/m3，干抗壓強度12MPa，軟化系數0.53-0.79，內聚力為57kPa，摩擦系數為0.45-0.63。為較為不良的工程地質巖性組。

2.5 水文地質條件

根據地下水的賦存條件結合本區特征可將地下水劃分為：松散巖類孔隙水以及碎屑巖類孔隙裂隙水。研究區水文地質條件受地層、巖性以及降水條件等因素控制，具有不明顯的弱承壓性質。地下水的補給類型主要為降水補給，根據滑坡前緣水井調查以及訪問，地下水與降水的關系較為密切，在滑坡前緣地下水埋深一般為8m～16m，滑坡后緣埋深大于10m，且處于滑面之上，對滑坡的整體以及局部穩定性產生較大影響。

2.6 人類工程活動

研究區人類工程活動較為強烈，局部削坡建房形成高陡邊坡形成的高陡不穩定斜坡，對坡體下大橋礦區形成極大的威脅。

3 滑坡發育特征

3.1 滑坡平面形態特征

H1滑坡平面形態呈不規則長條形，滑坡長80m，平均寬220m，滑體厚18m～23m，坡腳標高1555m，后緣標高1595m，相對高差40m，體積約32×94m3，滑體與地面平均坡度19°，主滑面方向89°。

3.2 滑坡變形特征

該滑坡性質為中厚層堆積層滑坡，側面變形不明顯，滑坡的后緣及前緣變形較為明顯，剪出口距坡腳約38m。

滑坡前緣：沿滑坡前緣分布有一條高10m～15m斜坡，滑坡剪出口距離斜坡坡腳約40m。據調查，該滑坡目前處于蠕滑變形階段。

滑坡后緣：地形總體呈較為平緩的狀態，呈曲線展布，坡體后緣見一高約11m的陡坎，局部可見小規模滑塌現象，陡坎后緣土體垂直節理裂隙發育[2]。

3.3 滑坡的物質組成及滑帶（面）特征

3.3.1 物質組成

滑坡體物質來源較復雜，主要為山體的崩滑堆積的物質。頂部主要為黃土狀土，其中還有少量碎石土，底部為泥巖以及黃土狀粉土的混合層。

3.3.2 滑帶特征

滑坡滑面為泥巖與黃土覆蓋層的接觸面。滑動面受原巖巖面控制較為明顯，中下部偏緩，上部較陡，整體呈彎曲的折線狀。H1號滑坡主滑面位于滑動擾動泥巖與泥巖的接觸部位，滑坡前緣反翹角2°～4°，滑面傾角13°～15°，滑面埋深在20m～23m之間，滑動的地層明顯可以反映出數次滑動的劃痕，在局部可見明顯的泥巖的擦痕[2]。

3.3.3 滑床特征

滑床巖性主要為新近系泥巖：遇水容易崩解以致軟化，巖石呈灰綠色，形成不透水但含水的頂頂部界面，上覆堆積層在合適的坡度條件具備的情況下，在自重等因素作用下，易發生漸變的滑動現象，滑坡范圍內泥巖產狀為45°∠15°。坡體內泥巖頂面呈臺階式順坡向分布，堆積厚度偏大處（自身重力作用大）易形成滑坡。滑床面上的泥巖顏色為淺灰綠色，呈層狀構造，泥質結構，屬于較軟巖性的一種，遇水極為容易軟化從而發生大面積的崩解作用，工程地質特性極差從而導致抗壓強度較低。

4 滑坡變形破壞模式

H1滑坡為大型深層黃土-泥巖順層滑坡。具有多期次和分塊性。

中上部主滑帶是沿滑動斷面內在地質上已有的或者相對于滑床及滑體較破碎或軟弱及含水量較高的滑帶為依附介質而發育生成。在滑帶部位，由于受到地下水等多個因素綜合作用，由于自身重力作用下所受應力大于主滑帶抗剪強度從而發生蠕動的情況，在頂部推力作用下，先自身擠壓緊實，而后余下滑力作用于前緣的抗滑段。但總體來自后緣的推力大于滑坡前緣的牽引力，所以該滑坡仍屬于推移式深層變形滑坡[2]。

滑坡靠近前部斜坡地段，產狀為近似直立分布，從而形成的高差較大，滑破體物質組成上是以黃土狀土以及受到巨大動能擾動后的泥巖為主，滑床巖性為淺灰綠色的質地較軟弱的泥巖，滑坡前部邊緣臨空面較大，即大橋金礦H1滑坡是以淺灰綠色的質地較為軟弱的泥巖為主的軟弱帶。在上部推力作用下以及滑帶地表水逐漸浸濕作用下，漸近破壞而形成貫通出口。滑坡的后緣由于遭受來自滑坡中部（自身重力作用而形成的）推力的影響，前部受斜坡牽引作用力對滑塌產生了一定的影響，故大橋金礦H1滑坡應屬于復合變形，變形破壞主要方式應以牽引式的滑塌作用為主。但H1號滑坡主要來自后緣的推力大于滑坡前緣的牽引力，因此，H1號滑坡以推移式的蠕滑變形為特征。

該滑坡一旦啟動滑動機制，滑動作用開始時其應該為平移式滑動，由于受到滑坡體自重作用和平移式滑動作用，滑坡后緣形成較深的溝槽[3]。前段滑動后，后段由于失去支撐作用力從而有可能繼續滑動，大橋金礦H1號坡體有多個較為軟弱巖層，從而能形成朵兒滑動面，從而我們可以得出結論，即大橋金礦H1滑坡具牽引式發展趨勢，為形成多層次的滑坡滑動作用提供了極大的可能。從而當構成滑坡巖石（泥巖為主）順層且軟弱的層位于臨空面坡腳以下時，或者說該軟弱層位未被構造或者其他因素切斷裸露于H1坡面以上時，斜坡在由于自身重力和牽引力形成的較大的推力下，可造成大橋金礦H1號滑坡較為薄弱的巖層（軟弱的泥巖層）破壞，滑坡的坡腳附近由于受到被動應力作用而形成了剪出口。

5 結束語

大橋金礦是近年來西秦嶺發現的新型大型金礦，本文以其H1滑坡為研究對象，從自然地理概況、地質環境條件等方面入手，詳細分析了滑坡的發育特征，總結了滑坡的變形破壞模式。對大橋金礦礦區建設具有一定的參考意義。