鄒永才

(重慶蜀通巖土工程有限公司，重慶 401147)

金陽(yáng)縣城地處四川省西南部，涼山彝族自治州東部邊緣，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，屬地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。前人研究認(rèn)為金陽(yáng)縣城地處古滑坡體上[1]，自省計(jì)委1989年立項(xiàng)以來(lái)，許多地質(zhì)工作者對(duì)金陽(yáng)縣城區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治工作開(kāi)展了大量的調(diào)查、區(qū)劃、勘查設(shè)計(jì)和局部處治等工作。近20 a來(lái)，許多工作者一直沿襲著“金陽(yáng)縣城位于古滑坡堆積體上”的長(zhǎng)期認(rèn)識(shí)。根據(jù)核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司的《金陽(yáng)縣城區(qū)滑坡工程地質(zhì)勘查報(bào)告》[2]，金陽(yáng)縣城古滑坡總體積約2×108m3，推測(cè)古滑坡滑體厚度在60～140 m之間，古滑坡目前整體穩(wěn)定。在“5.12”汶川大地震中，四川省許多位于高陡斜坡上的集鎮(zhèn)村莊遭受了毀滅性的地質(zhì)災(zāi)害危害，金陽(yáng)縣城位于古滑坡堆積體上，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，是否面臨著同樣的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)？地方政府在修編城市總體規(guī)劃中面臨著艱難決策。因此，分析研究金陽(yáng)縣城區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件，為修編城市總體規(guī)劃和災(zāi)害防治提供依據(jù)，具有十分重要意義。2012年，筆者對(duì)金陽(yáng)縣城區(qū)開(kāi)展了系統(tǒng)的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評(píng)價(jià)工作，在大量工程地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上，通過(guò)典型區(qū)域的物理勘探、工程鉆探綜合手段，取得了一些新的實(shí)際資料。根據(jù)所取得的成果資料，結(jié)合區(qū)域地貌形態(tài)的演化與形成、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征及地層結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了綜合分析研究，對(duì)金陽(yáng)縣城古滑坡有了一些新的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為金陽(yáng)縣城區(qū)實(shí)際為金陽(yáng)河三級(jí)階地，而非巖質(zhì)古滑坡。

1 地貌形態(tài)的演化與形成

金陽(yáng)縣城南北向展布于金沙江左岸一級(jí)支流金陽(yáng)河右岸斜坡上(圖1)，南北總長(zhǎng)約2.25 km，中部東西向最寬約500 m，南北端寬僅數(shù)十米，平面呈“梭”型形態(tài),分布海拔1 250～1 360 m，北高南低。縣城西靠南北向展布的黑竹洛山，城區(qū)與山脊高差超過(guò)620 m，斜坡平均坡角42°；縣城東臨金陽(yáng)河，河谷深切高度近310 m，岸坡平均坡角30°；坡腳金陽(yáng)河自北向南發(fā)育，總體平直，河床寬20～40 m，縱坡平緩，沖刷較強(qiáng)?？h城背靠的斜坡中部略凹，南北略突，略具“圈椅”狀形態(tài)，形狀很像滑坡后壁，中部較寬緩平臺(tái)也與滑坡臺(tái)階很相像，這些特殊的地貌形態(tài)特征是許多地質(zhì)工作者判定金陽(yáng)縣城為古滑坡的直觀識(shí)別依據(jù)之一?？h城后這一略具“圈椅”狀的陡峻斜坡及寬闊平臺(tái)真的是古滑坡壁與滑坡臺(tái)階的殘留產(chǎn)物嗎？筆者在大量調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合諸多學(xué)者對(duì)區(qū)域內(nèi)金沙江貫通演化的研究成果，深入分析了研究金陽(yáng)縣城區(qū)特殊地貌形態(tài)的演化與形成特征。

圖1 金陽(yáng)縣城區(qū)地貌特征

研究金陽(yáng)縣城區(qū)地貌形態(tài)的演化與形成離不開(kāi)對(duì)金陽(yáng)河的分析研究，而金陽(yáng)河作為金沙江一級(jí)支流(圖2)，自然與金沙江的演化變遷有著密切關(guān)系。很多學(xué)者[3-5]對(duì)長(zhǎng)江上游水系格局的變遷進(jìn)行過(guò)大量研究，任美鍔等[6]認(rèn)為金沙江原來(lái)的流向是由北向南，在第四系早期或中期發(fā)生襲奪后改向東流，并與四川盆地水系連為了一體。楊達(dá)源等[7-8]認(rèn)為古河道原本向南流，金沙江下段“W”型的曲折河段都是沿南北向斷裂構(gòu)造發(fā)育形成，后來(lái)被襲奪才逐漸形成了向東流的現(xiàn)代金沙江，金沙江石鼓-宜賓河段的貫通時(shí)代距今100×104a左右，在金沙江貫通之前向南流的古水系形成了眾多“高階地”堆積物。

圖2 金陽(yáng)縣水系圖

2012年筆者在金陽(yáng)縣城區(qū)開(kāi)展工程地質(zhì)測(cè)繪和勘探工作時(shí)，通過(guò)物探及鉆探揭露發(fā)現(xiàn)縣城臺(tái)地區(qū)的堆積物厚度達(dá)140 m以上[9]，成分主要為碎塊石、砂礫、粘土等。淺表層主要為第四系全新統(tǒng)時(shí)期的崩坡積堆積物，中部為中至晚更新統(tǒng)時(shí)期的沖積堆積物，下部則為早更新統(tǒng)時(shí)期的沖積堆積物，形成時(shí)代早于金沙江古水系的貫通形成時(shí)代，這些堆積物具有一定的沖洪積與崩坡積呈層交替堆積特征(圖3)。金陽(yáng)河是沿金陽(yáng)斷裂溯源侵蝕而形成，流向由北向南，它是金沙江貫通前南流的古水系支流。由于金沙江貫通以來(lái)切割強(qiáng)烈，導(dǎo)致其支流金陽(yáng)河隨之發(fā)生溯源深切，古金陽(yáng)河谷底部的堆積物得于保留，形成了“階地”。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在金陽(yáng)河谷流域兩岸存在三級(jí)階地，階地面海拔分別為1 050 m、1 100 m和1 250 m左右，縣城區(qū)海拔1 250～1 360 m，應(yīng)為金陽(yáng)河的三級(jí)階地。

楊達(dá)源等[8]研究認(rèn)為，金沙江貫通以來(lái)的平均深切速率大約為25～30 cm/ka，近10×104a來(lái)深切速率大約為77～97 cm/ka，略有加快趨勢(shì)。金陽(yáng)縣城段金陽(yáng)河河床海拔在1 000 m左右，根據(jù)楊達(dá)源等[8]研究的金沙江深切速率，金陽(yáng)河的切割深度估算約為250～300 m，按此估算，縣城“階地”面的海拔應(yīng)在1 200～1 300 m左右，這與鉆孔揭露的1 300～1 315 m的更新統(tǒng)堆積層頂面海拔是吻合的，也與楊達(dá)源等[8]在巧家發(fā)現(xiàn)的海拔910 m左右的古河道具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，從近現(xiàn)代河流的形成變遷來(lái)分析縣城臺(tái)地的成因是合理的，也進(jìn)一步證明了金陽(yáng)縣城區(qū)臺(tái)地實(shí)際為金陽(yáng)河三級(jí)基座階地，而非古滑坡堆積臺(tái)階。

2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征分析

金陽(yáng)縣在區(qū)域構(gòu)造上位于歐亞板塊與印度次大陸板塊相碰撞的縫合線附近，屬揚(yáng)子準(zhǔn)臺(tái)地西昌涼山隆褶區(qū)涼山小江斷裂帶，處于“川滇南北構(gòu)造帶”與“華夏式”構(gòu)造的交接部位，為川滇黔桂板塊中部，屬金沙江斷裂束，即小江斷裂以東的波及范圍。此構(gòu)造單元恰處于貫穿我國(guó)中部的經(jīng)向構(gòu)造帶南段，總體構(gòu)造線方向與山川展布方向一致，構(gòu)造形跡具有縱成帶、斜成列、橫隱散、總成弧的特征。根據(jù)張峰根等[10]對(duì)區(qū)域內(nèi)南北經(jīng)向構(gòu)造帶的研究，區(qū)內(nèi)構(gòu)造始于印支期，經(jīng)過(guò)燕山期的發(fā)展，至喜馬拉雅期才定型，第四紀(jì)以來(lái)仍有活動(dòng)，至少經(jīng)歷了4次東西向擠壓和4次東西向拉張交替作用，4場(chǎng)經(jīng)向構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的新老構(gòu)造體系遷就歸并重接復(fù)合而形成現(xiàn)有的綜合構(gòu)造形態(tài)。根據(jù)張芹貴等[11]在峨邊-金陽(yáng)大斷裂帶內(nèi)采集斷層泥、斷層碎屑物作電子自旋共振的測(cè)年(ESR)成果，測(cè)年結(jié)果均小于50×104a，表明中更新世以來(lái)斷裂仍有活動(dòng)，測(cè)年結(jié)果以15×104a為界分為兩組，對(duì)應(yīng)于中更新世、晚更新世，說(shuō)明大斷裂經(jīng)歷了中更新世和晚更新世兩次再活動(dòng)。以此說(shuō)明，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造體系自印支期至晚更新世，經(jīng)歷了反復(fù)的沉降、隆起、褶皺和斷裂運(yùn)動(dòng)，最終形成了大量性質(zhì)不同、規(guī)模不等，以近南北向發(fā)育為主的構(gòu)造體系(圖4)。

1.逆斷層;2.正斷層;3.平推斷層;4.性質(zhì)不明斷層;5.背斜;6.向斜

峨邊-金陽(yáng)大斷裂南起金沙江，經(jīng)金陽(yáng)向北止于峨邊，全長(zhǎng)約220 km，構(gòu)造形跡呈波狀彎曲，整體近南北走向，斷裂帶寬度一般約0.9～3.5 km，由2～6條近于平行的逆沖斷層組成，主要表現(xiàn)為由西向東的脆性逆沖運(yùn)動(dòng)，金陽(yáng)縣城位于該大斷裂南段。根據(jù)調(diào)查及EH4物理勘探成果，金陽(yáng)縣城區(qū)發(fā)育有金陽(yáng)主斷裂(F1)和金陽(yáng)次斷裂(F2)兩條斷裂構(gòu)造(圖5)。F1金陽(yáng)主斷層為逆斷層，斷面西傾，傾角70°～80°，鉛直斷距大于1 000 m，上盤寒武系、震旦系地層急劇抬升，大量出露于縣城西側(cè)的黑竹洛山山脈；F2金陽(yáng)次斷層為逆斷層，斷面東傾，傾角近70°，鉛直斷距大于300 m，下盤寒武系、震旦系地層急劇俯沖，上盤南沱組地層急劇上升而超覆于燈影組地層之上，該斷層向北延伸于城北區(qū)域交匯于F1金陽(yáng)主斷層。根據(jù)物探及調(diào)查資料分析認(rèn)為，在F1、F2兩條斷層的劇烈活動(dòng)影響下，兩斷層間近300 m范圍內(nèi)軟硬巖相間的巖體被嚴(yán)重破壞而形成破碎帶，該破碎帶受沖刷剝蝕形成古谷底或金陽(yáng)河古河道，這從金陽(yáng)河下游河段主要沿兩條斷層之間的破碎帶發(fā)育可佐證。另外，鉆孔在125 m埋深揭露到厚達(dá)22 m左右的粘性土夾少量砂礫層，這一地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)一步證明了縣城區(qū)域存在埋藏型古谷底或金陽(yáng)河古河道的可能性。因此，從縣城區(qū)的構(gòu)造發(fā)育特征分析，縣城西側(cè)的陡峻斜坡并不是古滑坡的后壁或滑床，而應(yīng)該是F2金陽(yáng)次斷層的斷層破裂面，現(xiàn)狀42°左右的斜坡坡角遠(yuǎn)緩于70°的斷層傾角，這只是斷層面在長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕中被改造了而已。

圖5 EH4物探剖面

縣城區(qū)的褶皺構(gòu)造體系以近南北向發(fā)育為主要特征。縣城以北為阿則洛背斜，南為覺(jué)梯背斜，西為波洛向斜，東為老寨子向斜，南北向的背斜褶皺被金陽(yáng)斷裂帶強(qiáng)烈破壞與改造，金陽(yáng)縣城正處于這一破壞地段。受金陽(yáng)斷裂帶的破壞改造和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，縣城區(qū)次級(jí)褶皺構(gòu)造發(fā)育，體系復(fù)雜多變，但總體處于一向斜SE翼。該次級(jí)向斜發(fā)育于縣城以西，北東仰起，南西段被金陽(yáng)斷裂切割，縣城區(qū)域處于該向斜中段近SE翼。向斜SE翼主要由寒武系及震旦系地層組成，受金陽(yáng)斷裂帶影響，巖層傾向傾角變化較大，但巖層優(yōu)勢(shì)傾向仍為NW，傾角介于24°～50°之間，縣城區(qū)坡體總體為反向坡結(jié)構(gòu)，發(fā)生大規(guī)模巖質(zhì)滑坡的可能性不大。

3 地層結(jié)構(gòu)特征分析

金陽(yáng)縣城及周邊出露有震旦系、寒武系、奧陶系和第四系地層，志留系部分缺失，地層巖性眾多，空間分布結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜，通過(guò)實(shí)測(cè)黑竹洛山至金陽(yáng)河谷的典型剖面以完整地反映研究區(qū)的地質(zhì)環(huán)境特征(圖6)。從地質(zhì)環(huán)境剖面中可看出，自西側(cè)黑竹洛山脊至東側(cè)金陽(yáng)河谷，地層層序依次為寒武系、震旦系、奧陶系和寒武系。黑竹洛山體由寒武系及震旦系地層組成，寒武系及震旦系超覆于奧陶系之上，部分區(qū)域缺失了志留系地層，這是兩期次的斷層逆沖改造結(jié)果，總體地層結(jié)構(gòu)符合區(qū)域?qū)有蚪Y(jié)構(gòu)。在金陽(yáng)河谷兩岸，特別是縣城東側(cè)的斜坡坡腳區(qū)域，出露的奧陶系及寒武系地層層序穩(wěn)定，地層結(jié)構(gòu)受斷裂構(gòu)造影響相對(duì)較小，巖性巖相總體穩(wěn)定，符合區(qū)域地層層序和構(gòu)造特征，在這些出露的巖體中未發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)破碎帶、地層結(jié)構(gòu)大規(guī)?；靵y等擾動(dòng)破壞現(xiàn)象，巖質(zhì)斜坡整體穩(wěn)定。縣城西側(cè)山體主要為震旦系燈影組白云巖組成，巖體結(jié)構(gòu)較完整，坡體結(jié)構(gòu)為硬質(zhì)巖組成的反向坡，巖體發(fā)生大規(guī)模剪切破壞形成巖質(zhì)滑坡的可能性小。

圖6 金陽(yáng)縣城區(qū)地質(zhì)環(huán)境剖面圖

城區(qū)平臺(tái)區(qū)第四系覆蓋層厚達(dá)140 m以上，淺表層主要為全新統(tǒng)的崩坡積碎塊石土，而中下部既有更新統(tǒng)時(shí)期的沖洪積卵石、砂礫及碎石夾層，也有崩坡積的碎塊石層，沖洪積與崩坡積交替沉積特征明顯，底部則為厚22 m左右的夾砂礫粘性土層。從物探、鉆孔揭露情況看，臺(tái)地內(nèi)側(cè)基巖埋深標(biāo)高1 183 m左右，往臺(tái)地外側(cè)基巖埋深標(biāo)高逐步上升，臺(tái)地邊緣區(qū)基巖埋深標(biāo)高達(dá)1 220 m左右，巖土界面起伏變化大，但總體呈自西向東逐步升高的趨勢(shì)，從而形成一內(nèi)傾的巖土界面結(jié)構(gòu)特征。從這一特殊的巖土界面結(jié)構(gòu)和松散層沉積結(jié)構(gòu)特征分析，筆者認(rèn)為這是在F1、F2斷層影響下，該區(qū)域巖體結(jié)構(gòu)被破壞而變得碎裂薄弱，地表徑流沖刷剝蝕形成金陽(yáng)河古河道或古谷底，在長(zhǎng)期的坡積、沖積沉積作用下而形成。

從縣城區(qū)各類地層的成因及結(jié)構(gòu)特征綜合分析認(rèn)為，縣城區(qū)的基巖地層結(jié)構(gòu)符合區(qū)域地質(zhì)特征，無(wú)發(fā)生大規(guī)模巖質(zhì)滑坡的條件，坡腳區(qū)域的巖體無(wú)高位巖質(zhì)滑坡的撞擊和動(dòng)力效應(yīng)特征，平臺(tái)區(qū)松散堆積物的呈層交替沉積現(xiàn)象符合第四系地層的沉積規(guī)律特征，這些松散物質(zhì)是更新統(tǒng)以來(lái)長(zhǎng)時(shí)期沉積堆積的產(chǎn)物，而非巖質(zhì)古滑坡堆積物。

鉆孔揭露的松散堆積體結(jié)構(gòu)總體呈中密至密實(shí)狀態(tài)，土體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)軟弱帶，巖土界面傾角變化大，總體內(nèi)傾。下伏基巖主要以灰?guī)r、白云巖等硬質(zhì)巖為主，夾頁(yè)巖、泥灰?guī)r、粉砂巖等軟質(zhì)巖，巖層傾向總體西傾，為反向坡，巖體中未發(fā)現(xiàn)連續(xù)貫通的外傾軟弱結(jié)構(gòu)面。根據(jù)巖土體結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)面特征綜合分析，巖土體發(fā)生大規(guī)模整體變形失穩(wěn)的可能性小，縣城區(qū)巖土體現(xiàn)狀整體穩(wěn)定。

4 結(jié)論

金陽(yáng)縣城區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，屬地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)?？h城區(qū)地貌形態(tài)的演化形成與金沙江的演化變遷關(guān)系密切，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地貌形態(tài)及巖土空間分布結(jié)構(gòu)特征起著顯著的控制作用，復(fù)雜的地貌形態(tài)為金陽(yáng)河切割沖刷、構(gòu)造剝蝕等多因素綜合作用的結(jié)果?？h城區(qū)厚達(dá)140 m以上的松散堆積物具有一定的呈層堆積特征，其為坡積物、河谷沖積物在金陽(yáng)河古河道或古谷底長(zhǎng)期沉積的產(chǎn)物，而非古滑坡堆積物。綜合縣城區(qū)地貌形態(tài)的演化形成特征、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育特征及空間地層結(jié)構(gòu)特征等地質(zhì)環(huán)境條件，分析認(rèn)為縣城區(qū)整體非古滑坡堆積體，而是金陽(yáng)河深切形成的三級(jí)基座階地。縣城整體處于金陽(yáng)河三級(jí)基座階地上、巖土體整體穩(wěn)定這一新的認(rèn)識(shí)，可作為修編城市總體規(guī)劃和災(zāi)害防治的依據(jù)。