吳瑞安，張永雙，郭長寶，楊志華，鐘寧，任三紹，張怡穎 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京， 100081；

2) 自然資源部活動構(gòu)造與地質(zhì)安全重點實驗室， 北京， 100081；

3) 中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所，石家莊， 050061

內(nèi)容提要: 開展古滑坡堰塞湖形成演化過程研究，可以揭示古災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)，重建區(qū)域構(gòu)造歷史活動序列和古氣候演變特征。特米古滑坡發(fā)育于金沙江上游巴塘段，滑坡堆積地貌和堰塞湖相沉積物保存較好，是研究區(qū)內(nèi)古地質(zhì)環(huán)境的良好載體。在遙感解譯、無人機測繪、現(xiàn)場調(diào)查和地質(zhì)測年的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究成果，分析探討了特米古滑坡發(fā)育特征、堰塞湖形成時間與潰決演化過程。結(jié)果表明，特米古滑坡是特大型巖質(zhì)歷史堵江滑坡，滑坡堰塞湖實際形成時間應(yīng)該遠(yuǎn)早于2.15 ka BP，歷史上曾發(fā)生過多次潰決，完全潰決時間大約為1.08 ka BP，堰塞湖穩(wěn)定保存時間大于1.07 ka。金沙江巴塘段大型堵江滑坡群并非由單次地質(zhì)事件形成，而是由金沙江斷裂帶多次強烈地震誘發(fā)。

金沙江上游巴塘段位于青藏高原東南緣，呈深切峽谷地貌，岸坡高差達(dá)2000 m。區(qū)內(nèi)發(fā)育有金沙江斷裂帶和巴塘斷裂帶2條區(qū)域性活動斷裂帶，構(gòu)造活動強烈，歷史強震頻發(fā)(伍先國和蔡長星，1992；周榮軍等，2005)。受河谷深切卸荷和構(gòu)造活動影響，金沙江上游河谷兩側(cè)斜坡巖體結(jié)構(gòu)破碎，大型古滑坡發(fā)育(Bao Yiding et al.，2020；白永健等，2019)，部分古滑坡歷史上曾堵塞金沙江并形成堰塞湖，如特米古滑坡(Chen Jian et al.，2013；龍維等，2015)、雪龍囊古滑坡(Chen Jian et al.，2015，2018；Li Yongchao et al.，2020；陳劍和崔之久，2015；陳松等，2016a，2016b)、蘇洼龍古滑坡等(Wang Pengfei et al.，2014)。特米古滑坡地貌特征明顯，堵江證據(jù)清晰，不少學(xué)者在其發(fā)育特征和形成機理等方面開展了大量研究工作，并根據(jù)古滑坡堰塞湖沉積物地質(zhì)測年確定滑坡發(fā)生時間，據(jù)此推斷分析區(qū)域歷史構(gòu)造活動，已有研究基本認(rèn)同該滑坡由全新世晚期雄松—蘇洼龍斷層活動引起強烈地震誘發(fā)形成(龍維等，2015；王家柱， 2017； 王家柱等，2019；陳劍等，2020)。然而，目前大家對滑坡堰塞湖的形成時間和潰壩演化過程認(rèn)識存在差異。龍維等(2015)在金沙江右岸湖相沉積物的頂部和底部分別采集了OSL和14C樣品進(jìn)行地質(zhì)年代測試分析，認(rèn)為該滑坡發(fā)生于距今約7.20 ka，滑坡壩潰決于距今約4.40 ka，期間滑坡壩保存了約2.80 ka。陳劍等(2020)認(rèn)為可能由于沉積物中存在“老碳效應(yīng)”而導(dǎo)致上述14C測年結(jié)果偏老，并結(jié)合滑坡壩上下游光釋光測試結(jié)果認(rèn)為，特米古滑坡堰塞湖的形成年齡約為1.8 ka BP，消亡時間大約為1.4 ka BP。準(zhǔn)確厘定古災(zāi)害發(fā)生時間和演化過程，對重建與完善區(qū)域構(gòu)造活動、氣候變化和河流演化等歷史序列具有重要作用。本文在遙感解譯、無人機測繪、現(xiàn)場調(diào)查和地質(zhì)測年等工作基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究成果，從野外地質(zhì)證據(jù)的角度出發(fā)，分析滑坡地貌、殘留滑坡壩和湖相沉積層空間發(fā)育特征，探討了特米古滑坡堰塞湖形成潰決時間和演化過程。

1 特米古滑坡發(fā)育特征

特米古滑坡發(fā)育于金沙江上游巴塘段左岸(圖1)，下距金沙江與巴曲交匯處約4 km。遙感解譯和地面調(diào)查表明，特米古滑坡地貌形態(tài)保存較好，整體呈圈椅狀，邊界清晰。滑坡后緣頂部高程約3215 m，坡腳高程約2500 m，頂?shù)赘卟钸_(dá)715 m?；驴v長約1800 m，前緣寬約900 m，堆積體平均厚度約40 m，體積約3.5×107m3(龍維等，2015；陳劍等，2020)。特米古滑坡位于金沙江構(gòu)造帶內(nèi)，滑坡區(qū)及周邊出露地層巖性復(fù)雜，主要有黑云母石英片巖、綠泥石英片巖、大理巖、灰?guī)r、千枚巖和片理化輝綠巖等(圖1)。特米滑坡主要發(fā)育于下二疊統(tǒng)黑云母石英片巖地層中，金沙江斷裂的分支斷裂雄松—蘇洼龍斷裂從滑坡后部穿過，滑坡區(qū)巖體發(fā)育多組節(jié)理，結(jié)構(gòu)完整性差。

圖1 金沙江上游巴塘段地質(zhì)圖(據(jù)陳劍等，2020修改)Fig. 1 Geological map of Batang section of the upper Jinsha River (modified from Chen Jian et al., 2020&)

滑坡主堆積區(qū)位于斜坡坡腳，斜坡表面現(xiàn)今殘留大量碎塊石?；聣螡Q后的殘留壩體分布于金沙江兩側(cè)，物質(zhì)組成以碎塊石為主，約占60%～70%，間夾礫石、細(xì)砂和巖屑等，粒徑從數(shù)厘米到數(shù)米不等，塊石最大直徑可達(dá)5 m，分選差，呈明顯混雜堆積特征。左岸的殘留滑坡壩地形凸出，形成頂部相對平整的鼓包(圖2a)，體積約700×104m3，其頂部高程為2680 m，比現(xiàn)今河面高出約175 m(圖4c)。右岸殘留的滑坡壩物質(zhì)主要堆積于岸坡上，平面上呈弧形，分布高程約2535～2645 m，體積約30×104m3(龍維等，2015)?？可嫌蝹?cè)發(fā)育多級平臺，上面殘存少量卵礫石等河流沖積物。此外，在右岸殘留滑坡壩下游一側(cè)發(fā)現(xiàn)有大規(guī)模的潰壩堆積平臺沿河展布，長約1.4 km，寬度為80～200 m。

圖2 金沙江上游特米古滑坡全貌特征和取樣點位置: (a)特米滑坡無人機拍攝影像；(b)光釋光樣品SCZ1903-1取樣位置；(c)光釋光樣品SCZ1903-3取樣位置Fig. 2 Panorama characteristics of Temi paleo-landslide in the upper Jinsha River and sampling location: (a)Unmanned aerial vehicle image of Temi paleo-landslide；(b)OSL Sampling location of SCZ1903-1；(c)OSL Sampling location of SCZ1903-3

圖4 金沙江巴塘段特米古滑坡發(fā)育特征: (a)滑坡后緣陡坎；(b)左岸湖相沉積層；(c)左岸滑坡壩高約175m；(d)右岸殘留滑坡壩平臺Fig. 4 Development characteristics of Temi paleo-landslide in Batang section of the upper Jinsha River: (a)trailing edge of Temi paleo-landslide；(b)lacustrine deposits on the left bank；(c)landslide dam is about 175 m high on the left bank；(d)platform of residual landslide dam on the right bank

2 滑坡堰塞湖形成與潰決時間討論

在殘存滑坡壩體上游兩岸均發(fā)現(xiàn)有湖相沉積物(圖2b、c)，厚度不等，越靠近滑坡壩厚度越大，最厚約15 m(圖3a、b)，物質(zhì)組成主要為粉砂和黏土。目前右岸的湖相層因人工開挖殘存較少，由于靠近公路，取樣較方便，左岸的湖相層則保存相對完好，但交通不便、取樣難度大。從空間關(guān)系來看，左岸湖相層疊置于少量滑坡堆積體之上，明顯形成于滑坡發(fā)生之后，確定為湖相沉積物。湖相層內(nèi)發(fā)育有近水平層理，略傾向上游方向，垂直節(jié)理較為發(fā)育(圖3b)。殘留的滑坡壩和一定厚度的湖相層表明，特米古滑坡曾經(jīng)堵塞金沙江形成堰塞湖，且保存過較長一段時間。陳劍等(2020)分別在右岸湖相沉積物靠底部和滑坡壩下游一側(cè)的潰壩堆積物靠頂部采集了兩個光釋光樣進(jìn)行測年，認(rèn)為特米古滑坡堰塞湖的形成年齡約為1.8 ka BP，潰決消亡時間大約為1.4 ka BP。鑒于左岸湖相層取樣難度大，我們在右岸湖相沉積物出露剖面內(nèi)采集光釋光樣品進(jìn)行地質(zhì)測年(圖2b、c)。該處剖面拔河高度約20 m，從河面往上出露地層依次為黏土層、含粉砂黏土層、粉砂層、含黏土粉砂層和碎塊石層，下部的黏土層未見底。因個別樣品遮光保存不當(dāng)，目前僅得到了兩處樣品的有效測試結(jié)果(表1)，這兩個樣品分別采集于緊鄰的剖面上。湖相沉積層頂部SCZ1903-3樣品的埋深約2.5 m，湖相層中下部SCZ1903-1樣品埋深約18 m，年齡分別為距今1.08±0.09 ka、2.15±0.23 ka。我們在2021年5月又對金沙江左岸湖相沉積物進(jìn)行了補充調(diào)查與光釋光樣品采集，發(fā)現(xiàn)左岸湖相沉積物并未見底(圖3b)，其真實底部高程比出露剖面可見底部更低。由此說明，特米古滑坡堰塞湖形成時間遠(yuǎn)早于2.15 ka BP，完全潰決時間大約為1.08 ka BP。特米滑坡發(fā)生時間比金沙江巴塘段王大龍、蘇洼龍等大型古滑坡早(Chen Jian et al.，2013)，這些堵江滑坡并非由一次地質(zhì)事件誘發(fā)形成。

圖3 金沙江兩岸特米古滑坡湖相沉積物發(fā)育特征: (a)金沙江右岸湖相沉積層發(fā)育特征；(b)金沙江左岸湖相沉積層(未見底)Fig. 3 Characteristics of lacustrine sediments in Temi paleo-landslide on two sides of the Jinsha River: (a)development characteristics of lacustrine sediments on the right bank of the Jinsha River；(b)lacustrine sediments on the left bank of the Jinsha River (the bottom of lacustrine sediments is not exposed)

表1 金沙江上游特米古滑坡湖相沉積物光釋光樣品年齡測定結(jié)果Table 1 OSL dating results of lacustrine sediment samples from Temi paleo-landslide in the upper Jinsha River

此外，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)了幾處有趣的地質(zhì)現(xiàn)象：① 金沙江兩岸殘留堆積體上游發(fā)現(xiàn)的湖相層高度位置相對集中，大體分布在T1階地之上，底界比現(xiàn)今河面至少高3～5 m，而高約175 m的滑坡壩上游其他高度范圍內(nèi)存在多處平緩和低洼部位(圖4a)，理應(yīng)是湖相沉積層的良好保存場所，卻均未發(fā)現(xiàn)湖相沉積層；② 從左岸滑坡堆積體前緣剖面可以看出，殘留滑坡壩表面發(fā)育的多條流水沖槽下蝕底界高度較為統(tǒng)一(圖5)，且堆積體出露剖面在這一高度附近發(fā)生坡表地形轉(zhuǎn)折，滑坡壩上游附近湖相沉積層的頂部高度也與之大體相當(dāng)；③ 右岸靠近上游側(cè)殘留滑坡堆積體呈階狀，發(fā)育三級相對寬緩殘留平臺。Ⅰ級平臺高程約2578 m，拔河高約65 m，沿江長約80 m，寬約15 m；Ⅱ級平臺高程約2620 m，沿江長約130 m，寬約55 m；Ⅲ級平臺位于頂部，高程約2645 m，沿江長約215 m，寬約100 m。每級平臺均遭剝蝕改造嚴(yán)重，完整性較差(圖4d)。

圖5 金沙江特米古滑坡左岸堆積體發(fā)育特征: (a)左岸殘留滑坡堆積體；(b)左岸堆積體剖面示意圖Fig. 5 Development characteristics of Temi paleo-landslide accumulation on the left bank of the Jinsha River: (a)residual landslide accumulation on the left bank；(b)sketch section diagram of Temi paleo-landslide accumulation on the left bank of the Jinsha River

特米古滑坡右岸滑坡堆積體靠上游側(cè)發(fā)育三級平臺，且平臺高程都明顯大于湖相沉積物頂部高程，這表明滑坡堵江堰塞壩形成后不久就發(fā)生了多次潰決，期間形成過水湖，這幾次潰壩時間間隔短，滑坡壩上游側(cè)較高的位置還來不及形成湖相沉積層。此時的滑坡堆積體結(jié)構(gòu)松散，堆積體表面的水流不斷下蝕形成沖槽，當(dāng)時的排泄基準(zhǔn)面即為江水面，后期滑坡壩不斷固結(jié)壓密，坡面水流下蝕深度有限，底界與倒數(shù)第二次潰壩高度位置大體一致。這也很好解釋了滑坡壩上游湖相沉積層頂部高度也與滑坡堆積體沖槽下蝕底界高度位置相當(dāng)這一現(xiàn)象(圖5)?；聣魏罄m(xù)又保存了相對較長一段時間，最后發(fā)生完全潰決(圖6)。綜合分析認(rèn)為，特米滑坡堰塞湖在歷史上發(fā)生過多次潰決，目前特米古滑坡殘留堆積體上游側(cè)的湖相沉積物應(yīng)該是滑坡壩倒數(shù)第二次大潰決之后沉積形成，特米古滑坡實際發(fā)生時間應(yīng)該遠(yuǎn)早于2.15 ka BP，完全潰決時間大約為1.08 ka BP。

圖6 金沙江特米古滑坡堰塞湖形成與潰決演化過程示意圖： (a)斜坡原始狀態(tài)；(b)滑坡堵江形成堰塞壩；(c)滑坡壩不完全潰決；(d)滑坡壩完全潰決Fig. 6 Formation and outburst evolution schematic diagram of Temi paleo-landslide dammed lake: (a)original slope；(b)landslide accumulation blocked the Jinsha River；(c)the incomplete outburst process of the landslide dam；(d)the total outburst process of the landslide dam

3 結(jié)論

在遙感解譯、現(xiàn)場調(diào)查和地質(zhì)測年等工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究成果，綜合分析了金沙江上游特米古滑坡地貌、殘留堆積體和湖相沉積層空間關(guān)系與發(fā)育特征，得到以下主要認(rèn)識：

(1)特米滑坡是一處特大型巖質(zhì)堵江滑坡，滑坡歷史堵江而在上游側(cè)形成了厚達(dá)15 m以上的湖相沉積物，現(xiàn)今在金沙江兩岸仍殘留滑坡壩，滑坡地貌和堵江證據(jù)清晰。

(2)特米古滑坡堰塞湖形成時間應(yīng)該遠(yuǎn)早于2.15 ka BP，最后一次潰決時間大約為1.08 ka BP。特米滑坡壩在歷史上發(fā)生過多次潰決，滑坡壩形成后不久發(fā)生過多次不完全潰決，之后穩(wěn)定保存了大約至少1.07 ka后發(fā)生完全潰決，滑坡上游的湖相沉積層是由滑坡壩倒數(shù)第二次潰決后逐漸堆積形成，其頂部高程與完全潰決前的壩頂高程基本相當(dāng)。

(3)特米古滑坡發(fā)生時間早于金沙江巴塘段已研究報道的其他大型堵江滑坡，區(qū)內(nèi)堵江古滑坡并非由單一地質(zhì)事件一次誘發(fā)形成，進(jìn)一步佐證了金沙江斷裂帶內(nèi)雄松—蘇哇龍斷層在歷史上活動頻繁，且誘發(fā)過多次強烈地震。

致謝：中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所李朝柱副研究員、李雪副研究員、劉筱怡博士等參與了部分野外地質(zhì)調(diào)查和取樣工作，碩士研究生倪嘉偉、宋德光、李祥等參與完成本文部分圖件，章雨旭研究員和審稿專家提出了寶貴意見和建議，在此一并表示感謝。

(The literature whose publishing year followed by a “&” is in Chinese with English abstract; The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)

白永健, 王運生, 葛華, 倪化勇. 2019. 金沙江深切河谷百勝滑坡演化過程及成因機制. 吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版), 49(6): 1680～1688.

陳劍, 崔之久. 2015. 金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖潰壩堆積體的發(fā)現(xiàn)及其環(huán)境與災(zāi)害意義. 沉積學(xué)報, 33(2): 275～284.

陳劍, 崔之久, 陳瑞琛, 鄭欣欣. 2020. 金沙江上游特米古滑坡堰塞湖成因與演化. 地學(xué)前緣, 28(2): 85～93.

陳松, 陳劍, 劉超. 2016a. 金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖潰壩堆積物粒度分維特征分析. 中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報, 27(2): 78～85.

陳松, 陳劍, 劉宏, 馬俊學(xué). 2016b. 堰塞湖潰壩堆積物的粒度特征及其沉積環(huán)境——以雪隆囊古堰塞湖為例. 冰川凍土, 38(2): 509～516.

龍維, 陳劍, 王鵬飛, 許沖, 劉輝, 孫進(jìn)忠. 2015. 金沙江上游特米大型古滑坡的成因及古地震參數(shù)反分析. 地震研究, 38(4): 568～575.

王家柱. 2017. 金沙江上游特米大型滑坡運動及堵江特征研究. 導(dǎo)師：任光明. 成都: 成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文：1～96..

王家柱, 任光明, 葛華. 2019. 金沙江上游某特大型滑坡發(fā)育特征及堵江機制. 長江科學(xué)院院報, 36(2): 46～51.

伍先國, 蔡長星. 1992. 金沙江斷裂帶新活動和巴塘6.5級地震震中的確定. 地震研究, 15(4): 59～68.

周榮軍, 陳國星, 李勇, 周朝暉, 龔宇, 何玉林, 黎小剛. 2005. 四川西部理塘—巴塘地區(qū)的活動斷裂與1989年巴塘6.7級震群發(fā)震構(gòu)造研究. 地震地質(zhì), 27(1): 31～43.

Bai Yongjian, Wang Yunsheng, Ge Hua, Ni Huayong. 2019&. Formation evolution and genetic mechanism of Baisheng landslide in the deep-incised valley of Jinsha River. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 49(6): 1680～1688.

Bao Yiding, Zhai Shijie, Chen Jianping, Xu Peihua, Sun Xiaohui, Zhan Jiewei, Zhang Wen, Zhou Xin. 2020. The evolution of the Samaoding paleo-landslide river blocking event at the upstream reaches of the Jinsha River, Tibetan Plateau. Geomorphology, 351(1): 1～18.

Chen Jian, Cui Zhijiu, Chen Ruichen, Zheng Xinxin. 2020&.The origin and evolution of the Temi paleo-landslide dammed lake in the upper Jinsha River. Earth Science Frontiers, 28(2): 85～93.

Chen Jian, Cui Zhijiu. 2015&. Discovery of outburst deposits induced by the Xuelongnang paleolandslide-dammed lake in the upper Jinsha River, China, and its environmental and hazard significance. Acta Sedimentologica Sinica, 33(2): 275～284.

Chen Jian, Zhou Wendy, Cui Zhijiu, Li Weichao, Wu Saier, Ma Junxue. 2018. Formation process of a large paleolandslide-dammed lake at Xuelongnang in the upper Jinsha River, SE Tibetan Plateau: Constraints from OSL and14C dating. Landslides,15(12):2399～2412.

Chen Song, Chen Jian, Liu Chao. 2016a&. Analysis of grain size fractal feature of outburst deposits induced by the Xuelongnang paleolandslide-dammed lake in the upper Jinsha River. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 27(2): 78～85.

Chen Song, Chen Jian, Liu Hong, Ma Junxue. 2016b&. Grain size features and sedimentary environment of the sediments caused by outburst of barrier lake: A case study of the ancient barrier lake (Xuelongnang lake). Journal of Glaciology and Geocryology, 38(2): 509～516.

Li Yongchao, Chen Jianping, Zhou Fujun, Song Shengyuan, Zhang Yiwei, Gu Feifan, Cao Chen. 2020. Identification of ancient river-blocking events and analysis of the mechanisms for the formation of landslide dams in the Suwalong section of the upper Jinsha River, SE Tibetan Plateau. Geomorphology, 368(1): 1～12.

Long Wei, Chen Jian, Wang Pengfei, Xu Chong, Liu Hui, Sun Jinzhong. 2015&. Formation mechanism and back analysis of Paleoseismic parameters of the Temi large-scale ancient landslide in the upper Jinsha River. Journal of Seismological Research, 38(4): 568～575.

Wang Jiazhu. 2017&. Study on Motion and River-blocking of Temi Large-scale Landslide in the Upper Jinsha River. Tutor: Ren Guangming. Chengdu: Master thesis of Chengdu University of Technology, 1～96.

Wang Jiazhu, Ren Guangming, Ge Hua. 2019&. Development characteristics and river-blocking mechanism of a mega-landslide in the upper reach of Jinsha River. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 36(2):46～51.

Wang Pengfei, Chen Jian, Dai Fuchu, Long Wei, Xu Chong, Sun Jimin, Cui Zhijiu. 2014. Chronology of relict lake deposits around the Suwalong paleolandslide in the upper Jinsha River, SE Tibetan Plateau: Implications to Holocene tectonic perturbations. Geomorphology, 217:193～203.

Wu Xianguo, Cai Changxing. 1992&.The neotectonic activity along the central segment of Jinshajiang fault zone and the epicentral determination of Batang M6.5 eartjquake. Journal of Seismological Research, 1992(4): 59～68.

Zhou Rongjun, Chen Guoxing, Li Yong, Zhou Zhaohui, Gong Yu, He Yulin,Li Xiaogang. 2005&. Research on active faults in Litang—Batang region, western Sichuan Province, and the seismogenic structures of the 1989 Batang M6.7 earthquake swarm. Seismology and Geology, 27(1): 31～43.