貴州省三都水族自治縣地層出露與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育關(guān)系分析

朱永浩，李思南，張華湘

貴州省地礦局一〇四地質(zhì)大隊，貴州 黔南 558000

貴州是我國西南山地和丘陵發(fā)育的省份，地形切割強(qiáng)烈，山高坡陡，溝壑縱橫。三都水族自治縣位于貴州南部，全縣以峽谷和丘陵地貌為主，區(qū)內(nèi)以沉積巖和變質(zhì)巖為主，基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，山體邊坡穩(wěn)定性差，主要發(fā)育滑坡和崩塌兩類地質(zhì)災(zāi)害，且主要集中在變質(zhì)巖區(qū)域。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要及人們生活水平的提高，基礎(chǔ)建設(shè)項目及民用建筑項目不斷增加，人類破壞地質(zhì)環(huán)境工程活動也隨之增加，各類地質(zhì)災(zāi)害時有發(fā)生，對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成的影響在不斷加深，而分析研究區(qū)出露地層與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的關(guān)系，可以在工程建設(shè)等經(jīng)濟(jì)活動中避開易發(fā)地層，降低地質(zhì)災(zāi)害給經(jīng)濟(jì)活動及人類生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生的影響。

1 研究區(qū)出露地層概況

三都水族自治縣隸屬于貴州省黔南布依族苗族自治州。研究區(qū)出露地層從老到新為前震旦系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、第四系。其中，硬質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組有三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組(T2g)、二疊系茅口組（P2m）、棲霞組（P2q），石炭系上統(tǒng)馬平組（C2P1m）、黃龍組（C2h）、下統(tǒng)擺佐組（Cb）、祥擺組（C1x）、湯耙溝組（C1t），泥盆系上統(tǒng)堯梭組（D3y）、望城坡組（D3w）、中統(tǒng)獨山組（D2d）、邦寨組（D2b）、龍洞水組（D2l）、下統(tǒng)舒家坪組（D1sh）、丹林組（D1d），奧陶系下統(tǒng)爛木灘組（O2l）、鍋塘組（∈4O1g），寒武系芙蓉統(tǒng)三都組（∈3-4s），第二統(tǒng)烏訓(xùn)組（∈2w）；軟質(zhì)巖類夾硬質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組有寒武系第三統(tǒng)都柳江組（∈2-3d）；軟質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組有二疊系樂平統(tǒng)吳家坪組（P3w），志留系韓家店組（S1h），奧陶系上統(tǒng)賴殼山組（O2lk）、下統(tǒng)同高組（O1-2tg），寒武系第二統(tǒng)渣拉溝組（∈1-2zh），震旦系下統(tǒng)陡山沱組（Pt33d），南華系上統(tǒng)南沱組（Pt2c3n）、中統(tǒng)大塘坡組（Pt2b3d）、富祿組（Pt2b3f）、清白口系板溪群（Pt1d3q）。研究區(qū)變質(zhì)巖發(fā)育，各向異性結(jié)構(gòu)面發(fā)育，在不利邊坡組構(gòu)或災(zāi)害性氣候下極易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

2.1 行政單元分布特征

截止至2018年8月30日，全縣地質(zhì)災(zāi)害隱患點為34個[1]，分布在7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道辦事處。三都縣域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要集中分布在東北部，都江鎮(zhèn)分布地質(zhì)災(zāi)害15個，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的44%；三合鎮(zhèn)、中和鎮(zhèn)分布地質(zhì)災(zāi)害各2個，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的10%；普安鎮(zhèn)分布地質(zhì)災(zāi)害4個，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的11%；周覃鎮(zhèn)、大河鎮(zhèn)分布地質(zhì)災(zāi)害各3個，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的16%；九阡鎮(zhèn)分布地質(zhì)災(zāi)害5個，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的14%；中和鎮(zhèn)分布地質(zhì)災(zāi)害2個，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的5%。

2.2 按地形地貌分布特征

三都縣地貌類型屬低中山、低山、山地、丘陵河谷及盆地地貌，地形主要為山巒斜坡、丘陵，其間發(fā)育有河谷、沖溝、洼地、槽谷及盆地。按成因劃分為溶蝕地貌、溶蝕—侵蝕地貌及侵蝕地貌三大地貌類型。地質(zhì)災(zāi)害在侵蝕地貌及溶蝕地貌最為發(fā)育，發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害點共計31處，占地災(zāi)點總數(shù)的91%；其次為溶蝕—侵蝕地貌區(qū)，發(fā)育地災(zāi)點總數(shù)3處，占地災(zāi)點總數(shù)的9%。

2.3 按地層巖性分布特征

通過對三都縣34處地質(zhì)災(zāi)害隱患點進(jìn)行統(tǒng)計分析，可得地質(zhì)災(zāi)害分布發(fā)育程度與地層巖性關(guān)系，如表1所示。

表1 三都縣主要地層發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害隱患統(tǒng)計表

通過對三都水族自治縣34處地質(zhì)災(zāi)害隱患點進(jìn)行統(tǒng)計分析可知，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患主要發(fā)育于青白口系板溪群（Pt1d3q），有14處，占地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)的41.17%；泥盆系中統(tǒng)獨山組（D2d）8處，占地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)的23.52%；寒武系芙蓉統(tǒng)三都組（∈3-4s）5處，占地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)的14.7%。其余分別為奧陶系鍋塘組（∈4O1g）、泥盆系上統(tǒng)望城坡組（D3w）各2處，南華系大塘坡組（Pt2b3d）、三疊系關(guān)嶺組（T2g）、志留系韓家店組（S1h）各1處，分別占地災(zāi)隱患總數(shù)的2.94%。

3 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育與出露地層巖性關(guān)系

崩塌與滑坡一般都屬于斜坡巖土體失穩(wěn)問題，成因上往往相互聯(lián)系。研究區(qū)工程地質(zhì)巖類是影響斜坡變形、失穩(wěn)的主要因素。由于巖性堅硬程度、力學(xué)強(qiáng)度、抗風(fēng)化能力不同，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度和主要地質(zhì)災(zāi)害類型也不同。根據(jù)各種巖石的物理力學(xué)性質(zhì)及其完整性、堅硬程度、巖性等進(jìn)行對比，不同地層巖性分布的地區(qū)所分布的地質(zhì)災(zāi)害類型也不相同。

切破卸荷是研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要原因之一，該種類型尤以公路沿線發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害為主。在工程建設(shè)過程中進(jìn)行坡腳開挖，開挖邊坡無任何支護(hù)，工程棄渣隨意堆放，導(dǎo)致前緣卸荷減壓，支撐力弱化。開挖邊坡形成高陡的人工邊坡，山體的臨空面增大，打破原有的應(yīng)力平衡，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。但是，研究區(qū)主要發(fā)育變質(zhì)巖，變質(zhì)巖風(fēng)化強(qiáng)烈，在前緣失去支撐力的作用下會持續(xù)剝離使后緣持續(xù)失去支撐最終形成崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。破壞模式是牽引發(fā)展成崩塌或滑坡。地質(zhì)災(zāi)害隱患與工程地質(zhì)巖組關(guān)系如圖1所示。

圖1 地質(zhì)災(zāi)害隱患與工程地質(zhì)巖組關(guān)系圖

由表1和圖1可以看出，三都水族自治縣地質(zhì)災(zāi)害隱患主要發(fā)育于全縣北東部，數(shù)量占全縣地質(zhì)災(zāi)害隱患總數(shù)的41.17%，其出露地層為青白口系板溪群（Pt1d3q）和寒武系芙蓉統(tǒng)三都組（∈3-4s），為軟質(zhì)巖。青白口系板溪群（Pt1d3q）在研究區(qū)出露的地層巖性以變質(zhì)凝灰?guī)r為主，變質(zhì)凝灰?guī)r與變質(zhì)板巖互層，變余砂巖、變余砂質(zhì)板巖少量出露[2]，寒武系芙蓉統(tǒng)三都組（∈3-4s）出露地層為灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，屬軟質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組[3]。軟質(zhì)巖透水性差，抗風(fēng)化能力弱，極易于吸水軟化形成軟弱結(jié)構(gòu)面，在外界因素影響下貫通形成滑面、風(fēng)化剝落形成凹巖腔，最終形成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布與出露地層關(guān)系的研究證明，軟質(zhì)巖是研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要原因之一。

4 結(jié)論

三都水族自治縣滑坡主要發(fā)育于下伏基巖為軟質(zhì)巖類巖組地層中，下伏基巖透水性差，抗風(fēng)化能力較弱，基巖與覆蓋層間形成相對隔水層，殘坡積物中土質(zhì)含量高，覆蓋層極易于吸水軟化形成軟弱結(jié)構(gòu)面，在外界因素影響下貫通形成滑面，最終形成滑坡。

崩塌（危巖）主要分布于硬質(zhì)巖地層，但當(dāng)下伏基巖為軟質(zhì)巖組時，相對上伏的基巖形成了軟弱基座，下伏的泥巖、板巖極易風(fēng)化，在外力地質(zhì)作用下，巖體風(fēng)化剝落后極易形成凹巖腔，使上部巖體失去支撐，加快了巖石的卸荷速度，使上部巖體形成危巖體，進(jìn)而發(fā)生崩塌。