渭河盆地东南缘华山山脉北坡莲花寺巨型基岩崩滑期次及成因研究

来源 :中国地震局地质研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenchendewei
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崩塌滑坡是地貌演化的重要方面;研究古地震/历史地震崩塌滑坡对认识地貌演化规律、地质构造事件和地震地质灾害风险均具有重要意义。渭河盆地东南缘渭南市华州区(原华县)东部莲花寺一带,华山山前断裂以南华山山脉北坡张家山存在明显的山体崩塌滑坡多级圈椅状地貌;与之对应,华山山前断裂以北则存在大面积的松散堆积岩石角砾。这两方面共同表明此地为一处巨型基岩崩滑遗迹,本研究称之为“莲花寺巨型基岩崩滑(以下简称“莲花寺崩滑”)”。莲花寺崩滑已引起不少学者的关注。然而,已有研究对该巨型基岩崩滑的具体堆积范围讨论不足,对其地表以下形态与堆积特征亦缺乏全面、整体认识,关于其成因、期次和发生年代的认识亦不尽相同。这些不足不仅致使难以重现莲花寺崩滑自身的整体图景,而且也不利于深入理解与之相关的地貌演化过程、活动构造特点和未来地震地质灾害风险情景等。为此,本研究以莲花寺巨型基岩崩滑为研究对象,在充分认识前人已有相关研究基础上,借助遥感、野外详细地质调查、地质雷达探测和历史文献分析等手段,首先对该崩滑的整体形态特征、物质组成、覆盖范围、堆积厚度和方量等进行了厘定;然后基于形态、堆积特征(关系)和历史文献分析,重点探讨了其崩滑期次,估计/厘定了各期次崩滑的发生年代或年代范围;最后探讨了该巨型崩滑的成因。取得的主要认识如下:(1)莲花寺崩滑整体形态和堆积特征。莲花寺崩滑整体滑动方向340°左右;该崩滑遗迹南界位于张家山顶部附近,北界位于联社堡至东新庄村一线附近,南北总长度约6700m,东西最大宽度1940m,总面积约8.9km~2;堆积区前缘堆积地面最大埋深约28m;堆积物总方量至少1.1亿m~3(其中,第一期基岩崩滑方量至少5200万m~3,第二期基岩崩滑方量至少5800万m~3,第三期崩滑方量因崩滑体被人类活动长期改造破坏严重而难以估算。关于莲花寺崩滑分期认识详见以下第“(2)”点),属于巨型崩塌滑坡。该“覆盖范围甚广、体量巨大”之古崩滑遗迹的堆积区内,现今人口稠密、东西向关键交通线路密集——表明:若渭河盆地南缘华山山脉北坡再次发生类似崩塌滑坡,社会经济影响将十分深远,是当地地震地质灾害风险分析与防控的重要方面。(2)莲花寺崩滑期次。综合分析“崩滑遗迹的形态与堆积特征——特别是滑源区高低圈椅之间切割关系与滑床坡角差异、堆积区不同部位堆积体及其它沉积层之间的相互叠置关系,以及相关历史文献记载”后,本研究认为:莲花寺崩滑遗迹是由先后三期崩滑事件形成的:前两期为张家山基岩崩滑(其中,第二期基岩崩滑事件形成了阜成山堆积体),最新一期为1072年阜成山(半截山)堆积角砾崩滑。(3)莲花寺崩滑年代。根据地表观察到的1072年崩滑堆积物埋深,测算了莲花寺崩滑堆积区前缘地区自1072年来的沉积速率,结合地质雷达在该崩滑堆积区前缘探测到的第一期基岩崩滑事件之堆积地面埋深和前人研究给出的莲花寺地区所属相关地质构造单元的沉积速率,推算了莲花寺崩滑第一期基岩崩滑事件发生的年代。结果显示:莲花寺崩滑第一期基岩崩滑大体发生于距今23.1ka左右。历史文献/古文献明确记载:第三期的堆积角砾崩滑事件发生于公元1072年。而第二期基岩崩滑事件则发生于上述两个时间点之间。(4)莲花寺崩滑成因。通过极限平衡法估算了第一、二期基岩崩滑未崩滑前岩体的稳定性系数,采用滑坡特征参数推算法估计了两期基岩崩滑的最大速度,结合崩滑自身形态与堆积特征分析和前人相关认识,本通过综合分析后研究认为:莲花寺崩滑第一、第二期张家山基岩崩滑事件是由地震引发的高速远程崩滑-碎屑流;第三期1072年阜成山堆积角砾崩滑事件或由地震诱发或由降水导致——两种可能性均较大。以上认识首先丰富和加深了对莲花寺巨型基岩崩滑的整体认识。第二可为今后采集各期次崩滑事件测年样本提供可靠参考,从而可依此深入分析该巨型崩滑与地震之间的关系,加深对华山山前断裂活动性的认识,进而不断深化对渭河盆地东南缘地貌演化及相关地质构造事件的系统理解。第三,从技术方法角度讲,目前国内将地质雷达探测手段运用到古滑坡/老滑坡研究尚不多见,本研究亦可为今后开展类似工作,积累技术经验。最后,由于莲花寺崩滑覆盖范围甚广,方量巨大,特别是又恰恰地处人口和人类活动密集区域;分析其形态和堆积特征、类型、成因和发育历史等也是理解未来地震地质灾害风险的重要方面——今后,可将莲花寺巨型崩塌滑坡作为研究“具有相似地质地貌背景地区地震地质灾害风险”的典型类比分析参照,从而进一步提升地震地质灾害情景构建等风险分析工作的深度与针对性,深化对目标地区地震地质灾害风险及其有效防控与治理的认识,更好地服务于防灾减灾。
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