遼西地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征研究
——以北鎮(zhèn)為例

遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心 金鑫

地質(zhì)災(zāi)害既是一種自然現(xiàn)象，對人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重影響，具有自然屬性，又有社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性。自然屬性是指與地質(zhì)災(zāi)害的動(dòng)力過程有關(guān)的各種自然特征，如災(zāi)害活動(dòng)的孕育條件、變化規(guī)律及災(zāi)害的規(guī)模、強(qiáng)度等。社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性主要是指與成災(zāi)活動(dòng)密切相關(guān)的人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征，如人口的分布、工程建設(shè)活動(dòng)、資源開發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、防災(zāi)能力等。由于地質(zhì)災(zāi)害是自然動(dòng)力作用與人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)相互作用的結(jié)果，故兩者是一個(gè)統(tǒng)一的整體。因此，全面了解研究區(qū)的自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件，是深刻認(rèn)識(shí)和研究地質(zhì)災(zāi)害的前提和基礎(chǔ)。北鎮(zhèn)市地質(zhì)災(zāi)害的形成、制約因素是復(fù)雜的,按地質(zhì)災(zāi)害形成的主要因素可劃分為自然地質(zhì)災(zāi)害、人為地質(zhì)災(zāi)害及復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害三大類。北鎮(zhèn)市現(xiàn)以丘陵為主的地形地貌和相對復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造等自然條件是地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的重要因素，促使地質(zhì)災(zāi)害的形成和發(fā)展。礦業(yè)活動(dòng)及其他人類工程活動(dòng)是誘發(fā)北鎮(zhèn)市地質(zhì)災(zāi)害的重要原因。礦產(chǎn)開采引發(fā)的頻繁礦震也影響著北鎮(zhèn)市建筑物的安全和人民安居。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型受地形地貌和人類活動(dòng)等因素的影響[1-2]。下面就北鎮(zhèn)市地質(zhì)災(zāi)害的基本條件和主要影響因素及其與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系做如下分析。

一、地質(zhì)災(zāi)害與地形地貌

地形地貌與研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育有著強(qiáng)烈的相關(guān)性，其中地形地貌與地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)性可以從兩方面分析：宏觀因素和微觀因素。宏觀因素為北鎮(zhèn)市的地貌，它由堆積和侵蝕作用形成，不同地貌區(qū)域的巖土性質(zhì)與結(jié)構(gòu)不盡相同，對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度的影響也不盡相同；微觀因素為研究區(qū)內(nèi)坡度、坡向等，它與研究區(qū)內(nèi)崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害有著極大的相關(guān)性。

（一）宏觀地形地貌與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

北鎮(zhèn)市地處遼西低山丘陵區(qū)，地貌總體呈西北向東南的中低山丘陵、沖積平原、洼地的走勢。

根據(jù)北鎮(zhèn)市地形特點(diǎn)、地貌基本成因?qū)⒈辨?zhèn)市地貌劃分為西北部構(gòu)造剝蝕低山區(qū)、剝蝕丘陵區(qū)、山前坡洪積傾斜平原及東南部沖積、沖洪積河谷平原區(qū)、沖海積平原五種地貌類型。利用ArCGIS軟件將北鎮(zhèn)市的地貌與災(zāi)害點(diǎn)分布進(jìn)行疊加統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)集中發(fā)育于西北部。其中15處地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育于剝蝕丘陵區(qū)，2處地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育于構(gòu)造剝蝕低山區(qū)。這種呈近“S”型階梯狀西北高東南低平地勢，地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多分布于高階梯的構(gòu)造剝蝕低山區(qū)、剝蝕丘陵區(qū)[3-4]。

1.2 微觀地形地貌與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

斜坡的穩(wěn)定性主要取決于斜坡體的形態(tài)，斜坡體的形態(tài)由以下幾個(gè)方面的條件決定：高度、長度、平面結(jié)構(gòu)、臨空面條件等，這些條件決定了斜坡體內(nèi)部的應(yīng)力分布，決定了斜坡體的穩(wěn)定性，控制了斜坡崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。依據(jù)野外調(diào)查數(shù)據(jù)，從兩個(gè)方面討論斜坡體與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系，分別為：坡度和坡向。

對北鎮(zhèn)市內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的斜坡坡度調(diào)查并利用ARCGIS對北鎮(zhèn)市地區(qū)坡度分析表明，發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害的斜坡坡度主要在0-55°，其中0-25°有4處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，主要為：25-55°有5處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，主要為崩塌，此段坡度主要集中在邊坡陡峻邊緣或順向斜坡、松散土類較發(fā)育斜坡；45°以上有2處地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，主要集中在基巖山區(qū)。由野外調(diào)查統(tǒng)計(jì)得出災(zāi)害隨斜坡坡度變化而不同，崩塌和滑坡主要集中在坡度高的陡崖、陡坡邊緣或順向斜坡、松散土類較發(fā)育斜坡坡度低的區(qū)域發(fā)育。見圖1。

圖1 北鎮(zhèn)市坡度與災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖

二、斷裂帶與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

北鎮(zhèn)市位于醫(yī)巫閭山背斜的東翼,北段與醫(yī)巫閭山隆起相吻合，東部與下遼河盆地相接，受要路溝—錦西殼斷裂和錦州—哈爾套殼斷裂控制。本區(qū)解譯構(gòu)造3條，分別為北東向的馬蹄印—紅石村斷裂、北西向的迎水寺—房身溝斷裂及頭排地?cái)嗔?。各斷裂與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育都有一定的相關(guān)性。通過野外調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，斷裂周圍共發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害8處，其中崩塌4處，泥石流2處。地質(zhì)災(zāi)害主要分布于馬蹄印—紅石村斷裂及迎水寺—房身溝斷裂上及其附近，北東向的馬蹄印—紅石村斷裂與北西向的迎水寺—房身溝斷裂地貌上屬于侵蝕剝蝕低山丘陵，巖性多為花崗巖類及片麻巖類，巖石中礦物結(jié)晶顆粒粗大，易于風(fēng)化，并且?guī)r體中原生裂隙和構(gòu)造裂隙發(fā)育，將巖體切割成四面體，沿裂隙風(fēng)化強(qiáng)烈，加劇了對巖體和坡面穩(wěn)定性的破壞，受降雨沖刷剝蝕，易形成崩塌和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。利用ARCGIS對北鎮(zhèn)市的斷裂帶進(jìn)行分析，得出斷裂帶與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系圖（圖2）[5-6]。

圖2 斷裂帶與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系圖

三、地層巖性與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

地層巖性與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育有極強(qiáng)的相關(guān)性，主要原因在于地層巖性決定了土體的力學(xué)性質(zhì)，在其他地質(zhì)條件相對一致的前提下，巖土體的力學(xué)穩(wěn)定性就決定了坡體的穩(wěn)定性。北鎮(zhèn)市分布有三大類地層，分別為中元古界、中生界白堊系及新生界第四系地層。利用ARCGIS對北鎮(zhèn)市的地層進(jìn)行分析，得出地層與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系圖（圖3）。

中元古界高于莊組白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、泥灰?guī)r及大紅峪組石英巖夾凝灰質(zhì)砂巖、石英砂巖夾白云巖出露于北部。巖土體穩(wěn)定性高，地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。

中生界白堊系的安山巖、玄武巖、粉砂質(zhì)頁巖、砂巖、礫巖在正安鎮(zhèn)一帶沖洪積河谷平原區(qū)中有少量出露。地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。第四系地層的亞黏土、亞砂土、砂礫石主要出露于山間谷地及河流兩岸，其中大部分地層條件穩(wěn)定，地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育。北鎮(zhèn)市西北部中侏羅世二長花崗巖體發(fā)育，巖體受斷裂帶和支流水系影響，巖體中原生裂隙和構(gòu)造裂隙發(fā)育，將巖體切割成四面體，沿裂隙風(fēng)化強(qiáng)烈，加劇了對巖體和坡面穩(wěn)定性的破壞，致使地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，北鎮(zhèn)市90%以上的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育于此。

四、水系與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

河流主要表現(xiàn)在對河谷兩側(cè)斜坡巖土體的長期側(cè)蝕和對坡腳的長期浸泡，增大了斜臨空面，降低巖土體抗剪強(qiáng)度，從而誘發(fā)崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，利用ARCGI分析北鎮(zhèn)市水系與災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系，得出水系與災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖（圖4）。從圖中可以看出崩塌主要分布于主要支流旁，而泥石流多發(fā)育于支流匯集處。

圖4 北鎮(zhèn)市水系與災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖

五、人類工程活動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

隨著北鎮(zhèn)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類工程活動(dòng)不斷加劇，引發(fā)崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。北鎮(zhèn)市人類工程活動(dòng)主要表現(xiàn)在礦石開采、修筑公路、村莊建設(shè)等方面。人類工程活動(dòng)破壞了原有巖性的穩(wěn)定性，容易引發(fā)崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，此外，礦石開采過程中的多余碎石就堆棄于溝道中，擠壓過水?dāng)嗝?，暴雨時(shí)易引發(fā)泥石流災(zāi)害。利用ARCGIS將土地規(guī)劃利用圖中的建筑用地與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)疊加分析得出人類工程活動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的關(guān)系圖（圖5）。結(jié)合本圖及野外調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)災(zāi)害多位于鐵路、公路及村莊用地。

圖5 北鎮(zhèn)市人類工程活動(dòng)與災(zāi)害點(diǎn)關(guān)系圖

六、結(jié)束語

北鎮(zhèn)市地貌的主要特征是西北部山水交錯(cuò)，溝壑縱橫。崩塌的發(fā)育坡度為25°～55°。崩塌發(fā)育于構(gòu)造侵蝕剝蝕的二長花崗巖上。地形是產(chǎn)生泥石流的主要條件。在山勢陡峻、地形高差顯著的山區(qū)容易產(chǎn)生泥石流災(zāi)害。根據(jù)崩塌、滑坡與泥石流的關(guān)系可知，易發(fā)生崩塌、滑坡的區(qū)域也易發(fā)生泥石流，崩塌和滑坡的物質(zhì)經(jīng)常是泥石流的重要固體物質(zhì)來源。北鎮(zhèn)市是遼西地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育的地區(qū)，其地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展及危害與特定的地質(zhì)地理環(huán)境有關(guān)，也與人類不合理的經(jīng)濟(jì)工程活動(dòng)有關(guān)。地質(zhì)災(zāi)害防治是根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生條件、基本性質(zhì)、發(fā)展趨勢和治理需要，從全局的角度采取切實(shí)可行、相互關(guān)聯(lián)的綜合措施、預(yù)警預(yù)報(bào)措施及有效的行政管理措施等，對地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)一規(guī)劃，治坡、治溝相結(jié)合，山水林田綜合治理。其目的是控制地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展，減輕或消除地質(zhì)災(zāi)害危害，恢復(fù)和建立良性生態(tài)平衡[7-8]。