王 平，王賢能，賴安鋒

（深圳市工勘巖土集團有限公司，廣東 深圳 518057）

深汕特別合作區(qū)（以下簡稱“深汕區(qū)”）位于廣東省汕尾市海豐縣西部，處于蓮花山斷裂帶的東束大埔—海豐斷裂束中。該斷裂束分布有白云—南椏韌性剪切帶、鲘門韌性剪切帶（莊文明 等，2003）。

在深汕區(qū)2021年野外地質災害調查時發(fā)現(xiàn)自然斜坡表面有大量的淺層滑塌，確定了淺層滑塌2 001 處，韌性剪切帶內（以下簡稱“帶內”）淺層滑塌數(shù)量達到1 614處，分布十分密集，往往成群、成組出現(xiàn)。這些滑塌單體規(guī)模小、厚度薄，影響范圍有限，滑塌區(qū)多位于山體中上部，距城鎮(zhèn)建設區(qū)距離較遠，因此以往工作對這些現(xiàn)象未做系統(tǒng)研究。

韌性剪切帶又稱韌性斷層，是巖石在塑性狀態(tài)下遭受剪切作用而形成的狹長強烈應變帶（李忠泉等，2010）。國內關于蓮花山韌性剪切帶的研究主要集中于地質特征、形成時代、變形機制（邱元禧等，1991；鄒和平 等，2000；李文輝 等，2021）和找礦前景（汪禮明 等，2018；張文高 等，2020），而韌性剪切帶地質災害和巖體變形破壞方面的研究較少，主要涉及地質災害易發(fā)性初步分析（伍學恒 等，2013）、工程邊坡變形與穩(wěn)定（陸泌鋒 等，2019，2020；王浪 等，2019；王運生 等，2022）、隧道圍巖質量（王建鵬，2013）等。國內外對淺層滑塌的研究成果較多，如呂佼佼等（2021）基于Web of Science 數(shù)據(jù)庫檢索到1999-2019 年淺層滑坡論文1 240 篇，近年的研究成果涉及到淺層滑塌的特征、成因機制、穩(wěn)定性分析、地質災害鏈等各個方面（李俊 等，2018；Zhang et al.， 2020；成玉祥 等，2021；馮文凱 等，2022）。國內關于蓮花山韌性剪切帶基礎地質與礦產地質方面的研究成果豐碩，但在該韌性剪切帶巖土體變形破壞方面較為缺乏。國內其他韌性剪切帶有少量巖土體變形破壞方面的研究，主要是針對某一個具體的工程項目的點狀分析，還沒有面域性的成果，研究程度不高。

本研究在前人資料基礎上實地調查圈定深汕區(qū)韌性剪切帶的分布范圍，通過地面調查、高分辨率衛(wèi)星影像解譯、無人機航拍識別深汕區(qū)韌性剪切帶內的淺層滑塌，利用基于GIS技術的信息量法分析淺層滑塌的分布規(guī)律，結合區(qū)域地質、勘探、氣象等資料揭示韌性剪切帶與淺層滑塌的關系、滑塌的成因機制，探討淺層滑塌的發(fā)展變化趨勢。以期為深汕區(qū)下一步地質災害防治和城鎮(zhèn)規(guī)劃奠定基礎和提供依據(jù)。

1 研究方法

本研究是在地面調查和遙感解譯的基礎上，廣泛收集區(qū)域地質、氣象、勘察報告、水土保持等方面的資料進行綜合分析。

1.1 遙感解譯

遙感數(shù)據(jù)主要為有機載LiDAR DEM 數(shù)據(jù)（分辨率2.0 m）、高景一號全色衛(wèi)星影像（分辨率0.5 m，影像時間2020 年8 月），利用91 衛(wèi)圖助手調用2000年以來的歷史衛(wèi)星影像做對比分析。前期通過現(xiàn)場踏勘與初步解譯，取得淺層滑塌的解譯標志，再通過目視解譯圈出滑塌體的范圍。

1.2 地面調查

地面調查主要開展以下工作：1）通過調查點與調查路線，確定韌性剪切帶的范圍，進行變形程度分區(qū)；2）驗證遙感解譯圈定的滑塌體范圍，去仿存真，修正解譯成果，調查滑塌體的厚度與體積、物質成分與滑面特征；3）調查韌性剪切帶和周邊的巖土體特征，斷層、片理、節(jié)理等結構面的情況；4）訪問結合歷史衛(wèi)星影像，確定滑塌發(fā)生的時間。

1.3 收集資料

收集的關鍵資料有：正式的區(qū)域地質調查報告與圖件；韌性剪切帶方面的論文與著述；研究區(qū)內一些工程勘察報告；從氣象局獲取的2011—2020年鲘門站日降雨量資料；主要臺風的基本資料。

1.4 信息量法

地質災害的形成受多種因素影響，信息量模型可反映一定地質環(huán)境下最易致災因素及其細分區(qū)間的組合，因此采用信息量法（張鐘遠 等，2022）分析帶內淺層滑塌的分布條件。具體通過特定評價單元內某種因素作用下地質災害發(fā)生頻率與區(qū)域地質災害發(fā)生頻率的相比較來實現(xiàn)。對應某種因素特定狀態(tài)下的地質災害信息量公式可表示為：

式中：IAj→B為對應因素A、j狀態(tài)（或區(qū)間）下地質災害B發(fā)生的信息量；Nj為對應因素A、j狀態(tài)（或區(qū)間）下地質災害分布的單元數(shù)；N為調查區(qū)已知有地質災害分布的單元總數(shù)；Sj為因素A、j（或區(qū)間）分布的單元數(shù)；S為調查區(qū)單元總數(shù)。

當IAj→B>0 時，表明對應因素A、j條件（或區(qū)間）下，地質災害發(fā)生傾向的信息量較大，地質災害發(fā)生的可能性較大；當IAj→B<0時，表明因素A、j狀態(tài)（或區(qū)間）條件下，地質災害發(fā)生傾向的信息量小，地質災害發(fā)生的可能性小。

2 地質環(huán)境

2.1 區(qū)域構造背景

蓮花山斷裂帶（圖1）是政和—大埔深大斷裂的西南段，是廣東省東北—中南部最為宏大的陸地構造，具有明顯多期活動的特征，是重要的二級構造單元分界線（張文高 等，2020）。斷裂帶由強大的斷裂束、動熱變質帶、韌性剪切帶及與之相伴隨的復式褶皺帶等組成，總體呈北東40°—50°展布。大小共百余條斷裂集中于2個強大而密集的平行斷裂帶，北西一側為五華—深圳斷裂束，南東一側稱之為大埔—海豐斷裂束（莊文明 等，2003），后者由湯湖、牛頭山、梅隴等斷裂及白云—南椏韌性剪切帶、鲘門韌性剪切帶、梅隴—鲘門動熱變質帶組成。

圖1 廣東省蓮花山斷裂帶區(qū)域地質Fig.1 Geological map of Lianhuashan fault zone, Guangdong Province

2.2 韌性剪切帶

深汕區(qū)南北兩側各有1條大型韌性剪切帶通過，走向NE 與蓮花山斷裂帶走向一致，產生于低壓—低或中溫的變形環(huán)境（莊文明 等，2003）。本區(qū)韌性剪切帶表現(xiàn)為帶狀構造變形，內部很難找到1個具劃分性意義的斷層標志面，只有當變形帶中出現(xiàn)高應變的糜棱巖、千糜巖帶時，才能確定變形中心或主界面的存在，本區(qū)的韌性剪切帶是受多期活動影響所形成的脆—韌性變形帶（李靜榮 等，2021），帶中有脆性斷層疊加。

深汕區(qū)南側為鲘門韌性剪切帶（圖2、3），從鲘門—小漠穿越整個深汕區(qū)南部，深汕區(qū)內長度約19 km，波及寬約9 km?？傮w走向北東50°，傾向南東，傾角30°～50°。沿剪切帶巖石變形十分強烈，卷入的地層、巖石主要有侏羅系沉積巖和火山巖。強烈的剪切應變形成一套在橫向上，縱向上都具有遞進變形的千糜巖（糜棱巖）帶、千糜巖化帶及弱千糜巖化帶。根據(jù)調查將韌性剪切帶大致分為強烈變形區(qū)、中等變形區(qū)與弱變形區(qū)（圖4），強烈變形區(qū)的巖性主要為糜棱巖與千糜巖（圖5-a、b），中等—弱變形區(qū)巖石還部分保持有原巖的性質，主要巖性有千糜巖、構造片巖、片理化（千糜化）巖等。帶內巖石露頭的揉皺、撓曲現(xiàn)象較發(fā)育，礦物變形十分明顯，石英重結晶形成微顆粒、石英碎斑和石英單晶條帶，長石常見被拉長、拉斷呈定向結構（圖5-c），碎裂變形較為明顯，云母常呈膝折和扭曲。該帶的微構造十分發(fā)育，其中尤以葉理、線理、流劈理及礦物的旋轉、無根石英脈和小褶皺（圖5-d、e）最發(fā)育。

圖2 深汕特別合作區(qū)韌性剪切帶及淺層滑塌分布略圖Fig.2 Distribution sketch of Ductile shear zone and topsoil slip in Shanwei specialcooperation zone in Shenzhen

圖4 鲘門韌性剪切帶變形程度分區(qū)Fig.4 Partition of Deformation Degree in Humen Ductile Shear Zone

圖5 鲘門韌性剪切帶變形中心帶典型巖石特征Fig.5 Typical rock characteristics of deformation center in Houmen Ductile shear zone

深汕區(qū)北側為白云—南椏韌性剪切帶（圖2），從大安—湯湖—婆髻頂橫穿深汕區(qū)，波及寬約1～3 km。走向北東60°～80°，傾向南東，傾角55°～75°。深汕區(qū)內為變形相對輕微段，主要為片理化（千糜化）巖、初糜巖等。

對比2條韌性剪切帶，鲘門韌性剪切帶寬度大，連續(xù)性好，褶曲、揉皺現(xiàn)象十分強烈，白云—南椏韌性剪切帶寬度較窄，連續(xù)性較差。從圖2、4看，鲘門韌性剪切帶變形程度高，淺層滑塌點密度明顯比白云—南椏韌性剪切帶高，說明區(qū)內淺層滑塌的發(fā)育與韌性變形程度有關聯(lián)。

2.3 工程地質條件

2.3.1 巖土體性質 深汕區(qū)韌性剪切帶巖體的結構面從宏觀到局部尺度分別有斷裂、片理、節(jié)理裂隙3 類。斷裂以北東走向最為發(fā)育，其次為北西向（圖2、4）。北東向斷裂延伸長度大，影響寬度大，和韌性剪切帶一起構成了宏偉的北東向構造帶。白云—南椏韌性剪切帶分布有白云—南椏斷層組，走向NE60°～75°，傾向SE，傾角50°～80°，斷裂帶寬數(shù)十米至數(shù)百米，普遍分布有硅化帶。硅化巖性質堅硬，難以風化，在微地貌上常表現(xiàn)為異常突起，其兩側影響帶風化較嚴重，易產生淺層破壞。鲘門韌性剪切帶加持有梅隴斷裂組，走向NE50°～60°，傾向以SE為主，傾角60°～75°不等，發(fā)育寬數(shù)米—數(shù)十米的斷裂破碎帶，破碎帶內發(fā)育有構造透鏡體、斷層泥、硅化帶、斷層角礫巖，同時沿斷裂帶有大量的脈體充填。梅隴斷裂帶斷層密集，巖體破碎、軟硬不均，對斜坡穩(wěn)定性有明顯的影響。北西向斷裂規(guī)模相對較小，對斜坡穩(wěn)定性的影響相對較小。

圖3 鲘門韌性剪切帶地質剖面圖（A-A'）Fig.3 Houmen Ductile shear zone geological profile(A-A')

韌性剪切帶的巖體普遍片理化，片理優(yōu)勢走向NE—E40°～90°，以傾向SE—S 居多，傾角大多35°～65°，其次為傾向NW，傾角一般40°～60°，片理的優(yōu)勢產狀與韌性剪切帶近一致（圖6-a、b）。片理面是控制斜坡整體和局部穩(wěn)定性的主要結構面。地面調查發(fā)現(xiàn)，片理面（層面）常呈舒緩波狀，傾向與傾角有一定變化，陡緩變化的轉折處（膝折帶）常出現(xiàn)碎落、剝落現(xiàn)象（圖7）。按照斜坡坡向與片理的關系，將斜坡分為順向坡、斜向坡、橫向坡、逆向坡、塊狀結構坡，數(shù)量最多的是橫向坡，面積占比29%，其次為斜向坡（26%）、逆向坡（22%）、順向坡（19%）。

圖6 深汕區(qū)韌性剪切帶片理與節(jié)理統(tǒng)計Fig.6 Statistical charts of schistosity plane and joint plane in Ductile shear zone in SSCZ

圖7 沿膝折帶發(fā)生的淺表滑塌（泗馬嶺水庫南）Fig.7 A topsoil slip by kink band (South of Simaling Reservoir)

受多期構造作用疊加的影響，韌性剪切帶內巖體的節(jié)理裂隙組數(shù)多（見圖7）且較為密集，巖體多呈碎裂狀-鑲嵌碎裂結構。據(jù)統(tǒng)計，帶內優(yōu)勢節(jié)理裂隙有5組：以傾向150°～180°一組最為發(fā)育，傾角一般40°～70°；其后發(fā)育程度依次為240°～260°∠50°～70°、340°～355°∠30°～70°、40°～60°∠50°～60°、90°～100°∠50°～70°（圖6-c、d）。

2.3.2 風化特征 1）風化帶的劃分與基本情況

按風化程度將巖石劃分為殘積土、全風化、強風化、中等風化與微風化（表1）。坡殘積土與全風化巖厚度普遍較薄，一般合計在1.0～4.5 m，強風化與中風化厚度一般＞5.0 m。微風化巖一般埋藏較深。

表1 巖體風化帶基本性質Table 1 Basic properties of weathering zone of rock mass

2）風化帶分界面

除花崗巖區(qū)，研究區(qū)其他巖組的殘積土、全風化、強風化面之間有較清晰的界面（圖8-a），因為這些巖石的母巖從層狀、塊狀結構變?yōu)槊永猓ɑ?、片理（化）、千糜（化）結構，礦物具較強的定向排列，風化也呈層狀的特點?；◢弾r分布于白云—南椏韌性剪切帶西側的弱變形區(qū)，風化特征與其他巖組差別較大，其殘積土與全風化厚度一般超過8.0 m，無明顯的風化分界面，風化多呈漸變過渡。

圖8 鲘門韌性剪切帶典型巖體風化Fig.8 Typical rock mass in Houmen Ductile shear zone

3）不均勻風化

雖然巖石普遍產生了較強烈的變形與變質，但還是繼承了原巖的部分性質。原巖為軟硬互層的巖組不均勻風化十分普遍，其層間軟巖風化后呈碎屑狀—黏性土狀（圖8-b），與上下的硬巖形成強烈反差。地質構造也造成了大量的不均勻風化現(xiàn)象，韌性剪切帶受到多期構造應力的影響，巖層中產生了較多褶曲、揉皺等小構造，褶曲軸部風化強烈，形成槽狀劇強風化帶，這種現(xiàn)象在變形強烈的區(qū)域和軟弱的巖組中更為普遍。受巖性、構造等因素的影響，全、強風化帶在部分地段有缺失。

2.3.3 巖土體的力學性質 據(jù)收集的韌性剪切帶內外典 型 巖 石 的飽 和抗 壓強 度試 驗成 果①《中廣核廣東太平嶺核電廠一期工程邊坡工程施工圖設計階段巖土工程勘察報告》，中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，2016年4月。②《深圳市深汕特別合作區(qū)住房建設和水務局鲘門鎮(zhèn)民新村三堆石山（1#邊坡、2#邊坡）巖土工程詳細勘察報告》，中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司，2020年4月。③《深汕特別合作區(qū)小漠國際物流港（一期）陸域形成及配套路網開發(fā)、建設和運營PPP 項目（道路工程—河海大道）巖土工程詳細勘察報告》，湖南省勘測設計院，2018年10月。④《深汕特別合作區(qū)小漠國際物流港（一期）陸域形成及配套路網開發(fā)、建設和運營PPP 項目（道路工程—通港大道）巖土工程詳細勘察報告》，湖南省勘測設計院，2018年3月。⑤《深汕特別合作區(qū)小漠國際物流港（一期）陸域形成及配套路網開發(fā)、建設和運營PPP 項目（道路工程—紅海大道）道路、橋梁補充勘察及管廊工程詳細勘察報告》，湖南省勘測設計院，2018年12月。統(tǒng) 計（表2），火山碎屑巖千糜巖帶巖石的強度相當于原巖的0.31～0.35，泥質巖構造片巖、千糜巖帶巖石的強度相當于原巖的0.38～0.86，變形后的硬質巖強度仍高于軟質巖。這說明巖石受到韌性變形的作用影響，其強度明顯衰減，塊狀硬質巖變形后為薄層狀，強度衰減幅度比層狀軟質巖組大；變形后的巖石仍繼承原巖的一些特征，硬質巖變形后的強度仍要高于軟質巖。

斜坡地帶土體主要是坡殘積層（Qdl+el）碎石（角礫）質粉質黏土、砂質粉質黏土（砂質黏性土），花崗巖區(qū)土體已紅壤化，其他巖組分布區(qū)紅壤化程度低、碎屑物含量較高。參考收集的勘察報告（參考的勘察報告同表2），韌性剪切帶區(qū)土體和全、強風化巖的抗剪強度（快剪）見表3所示。

表2 鲘門韌性剪切帶巖石抗壓強度與原巖對比Table 2 Comparison between compressive strength of rock in Houmen Ductile shear zone and original rock

表3 深汕區(qū)韌性剪切帶巖土體主要力學參數(shù)Table 3 Main mechanical parameters of rock and soil in Ductile shear zone of SSCZ

2.4 水文地質條件

根據(jù)近期水文地質調查成果⑥《深圳市深汕特別合作區(qū)水文地質調查評價報告》（1∶50 000），廣東有色工程勘察設計院，2021年7月。，研究區(qū)地下水類型主要為層狀巖類基巖裂隙水，水量中等—貧乏，其次為塊狀巖類基巖裂隙水，水量豐富—中等；斜坡區(qū)地下水埋深普遍在10 m以上。

影響淺層滑塌的主要是淺表層非飽和帶水文地質條件。研究區(qū)地表降雨入滲系數(shù)約0.190～0.285⑥，絕大多數(shù)雨水以地表水的形式排走，只有少數(shù)雨水滲入坡體形成滲流，從而影響淺表層巖土體的穩(wěn)定。斜坡區(qū)深度5 m 以內的巖土層主要有坡殘積土層和全、強、中風化巖，滲透性弱—中等（表4）。

表4 深汕區(qū)韌性剪切帶巖土體滲透性Table 4 Permeability of rock and soil in Ductile shear zone of SSCZ

研究區(qū)斜坡非飽和帶上部的水文地質結構為透水層→相對隔水層的二元結構，透水層較薄，降雨入滲使淺表層土體飽和，形成順斜坡的地下水流（圖9），水頭差在坡體中形成動水壓力。

圖9 研究區(qū)斜坡非飽和帶上部滲流Fig.9 Seepage in the upper part of slope unsaturated zone

3 淺層滑塌特征

深汕區(qū)山區(qū)淺層滑塌密度5.1個/km2，韌性剪切帶內密度16.2個/km2，帶外密度為1.3個/km2，由此可見，韌性剪切帶是深汕區(qū)最易產生淺層滑塌的部位。

3.1 滑塌形態(tài)與規(guī)模

研究區(qū)淺層滑塌為土層與全風化巖滑移所致，以溝谷小流域為單位，通常成群、成組出現(xiàn)，數(shù)量繁多、分布密集。形態(tài)以勺形和長條形最為多見，其次為四邊形，少量呈花瓣形、齒型和橫長形（圖10）。

圖10 深汕區(qū)韌性剪切帶淺層滑塌平面形態(tài)Fig.10 Plane form of topsoil slip in Ductile shear zone of SSCZ

淺層滑塌主要分布的微地貌為溝谷的溝頭、兩側溝壁以及山脊側面等處，滑塌后在坡面上形成凹槽。勺形滑塌顯示斜坡上產生圓弧形滑動，堆積物向坡下呈線狀堆積。長條形滑塌顯示沿長條形溝谷溝頭、側面斜坡產生多處破壞，破壞區(qū)連通后形成條帶狀裸露面。四邊形滑塌顯示沿較順直的坡面產生滑塌，堆積物隱沒于樹叢?；ò晷位@示沿主溝溝頭和Y形支溝分別產生破壞，連通后的滑塌區(qū)呈花瓣形。齒型滑塌顯示一面斜坡產生兩處破壞，后緣連在一起。橫長形滑塌為山脊側面產生一連串破壞，邊界連在一起。

單體滑塌面積介于9～4 965 m2，平均面積230 m2。根據(jù)現(xiàn)場實地調查，帶內滑塌厚度一般0.5～3.0 m，單體滑塌體積約9～9 930 m3。按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016）（殷躍平 等，2016）附錄B的規(guī)模劃分標準，這些淺層滑塌規(guī)模均為小型。滑塌面積與厚度基本呈正相關，即面積小的滑塌厚度較小，面積大的厚度較大。

3.2 淺層滑塌分布規(guī)律

3.2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 根據(jù)野外調查分析，韌性剪切帶的淺層破壞的平面分布主要受地質構造、地形地貌、巖土體類型、斜坡結構四大因素的控制，這些因素可細分為：地質構造（韌性變形程度、滑塌距斷層的距離）、地形地貌（地貌單元、坡度、坡向）、原巖工程地質巖組、斜坡結構類型。以式（1）的信息量模型為原則，利用ArcGIS 的統(tǒng)計、提取、重分類等工具進行分析。各要素分級與信息量值見表5所示。

表5 深汕區(qū)韌性剪切帶信息量模型各因素信息量值Table 5 Results of information quantity model in Ductile shear zone of SSCZ

3.2.2 分布規(guī)律

1）滑塌與地質構造的關系

從數(shù)量上看，大多數(shù)滑塌分布于變形強烈區(qū)，其次分布于變形中等區(qū)，只有極少數(shù)分布于弱變形區(qū)；從淺層滑塌密度上看，變形強烈區(qū)達到25 處/km2，變形中等區(qū)8 處/km2，變形弱區(qū)3 處/km2。這說明淺層滑塌的數(shù)量與巖石變形程度成正比，變形越強烈，越容易產生滑塌。韌性剪切帶內有脆性斷裂加持，大部分滑塌發(fā)生于距斷層200 m 以內，距斷層500 m以上區(qū)域數(shù)量較少，距斷層1 000 m以上區(qū)域只有零星的滑塌產生。這說明斷層對滑塌的影響較為明顯，滑塌發(fā)生頻度與距斷層距離呈反比，距離斷層越近越容易產生滑塌。

2）滑塌與地形地貌

淺層滑塌主要產生于高丘陵、低丘陵區(qū)，其次為低山區(qū)，臺地極少分布。淺層滑塌主要發(fā)生于傾向東、南東和南向坡，其次為南西向坡，其余方向斜坡較少發(fā)育，總體上以向陽坡為主。淺層滑塌主要產生于坡度＞25°的斜坡地帶，其產生密度與坡度基本呈正相關，坡度越陡越密集。區(qū)內地形地貌與地質構造、巖體結構也有較強的關聯(lián)，坡度較陡的地段往往斷裂較為發(fā)育，區(qū)內優(yōu)勢結構面方向為走向NE、傾向SE，向陽的斜坡是順向型斜坡的概率較高。

3）原巖類型

淺層滑塌最易發(fā)生在原巖為軟硬砂泥巖互層的地層中，其次為較堅硬火山碎屑巖、軟弱層狀泥質巖、較硬塊狀火山熔巖，花崗巖區(qū)數(shù)量極少。

4）斜坡結構類型

淺層滑塌與斜坡的結構類型關聯(lián)密切，順向坡中最容易產生淺層滑塌，其次為斜向坡、橫向坡，逆向坡與塊狀巖斜坡數(shù)量較少。

綜上，深汕區(qū)韌性剪切帶是淺層滑塌極易發(fā)的區(qū)域，其分布具有較強的規(guī)律性：淺層滑塌主要受地質構造和地形地貌的控制，大多產生于巖石變形強烈區(qū)—中等區(qū)和距脆性斷層較近的區(qū)域；坡度較陡、向陽的斜坡是滑塌的高發(fā)地段，原巖為砂泥巖互層、火山碎屑巖、泥質巖的區(qū)域也是易發(fā)區(qū)域，斜坡結構類型與淺表破壞也顯現(xiàn)較強的相關性，順向坡與斜向坡相對容易產生滑塌，逆向坡地帶滑塌較少發(fā)育。

3.3 破壞特征

1）滑體與滑床

滑塌厚度一般為0.5～3.0 m，破壞區(qū)表層的坡殘積土和全風化巖大部分滑走，破壞面下探至塊狀強風化—中風化巖面?；w物質主要是坡殘積砂質粉質黏土、角礫碎石質粉質黏土。

2）破壞面

破壞面形狀以直線—折線形為主，有些為弧形與直線形的組合。

3）剪出與堆積特征

大部分滑塌是在斜坡中上部剪出，溜滑物質堆積于剪出口下的溝槽或坡面，在后續(xù)降雨沖刷下向溝內匯集，滑塌區(qū)殘留物質以碎石、塊石為主，黏性土和角礫被后期降雨沖刷后分散堆積。有少量剪出于坡腳，溜滑物質直接入溝。

4 淺層滑塌形成機制

4.1 地質構造的影響

4.1.1 韌性變形作用 蓮花山斷裂帶在燕山三幕（晚侏羅世）發(fā)生了以強烈塑性遞進形變?yōu)樘卣鞯捻g性剪切變形，燕山晚期（白堊紀）以來，發(fā)生過多次拉張與擠壓（李文輝 等，2021），韌性剪切帶內產生強烈的剪切應變，形成寬厚的構造巖帶，該帶具有遞進變形和退化變質的雙重特色（李靜榮等，2021）。在宏觀上，強烈的韌性剪切作用形成許多結構面，結構面組數(shù)多、密度大，使區(qū)域巖體的完整性和均勻性大幅降低。在微觀結構方面，韌性變形后的巖石有限應變相對較高，巖石結構與構造產生改變，改變后的物質通常比圍巖（原巖）軟，造成軟化的機制主要有晶粒尺寸減小、重結晶、后成合晶、反應軟化、幾何軟化、水解弱化等（候泉林，2020）。韌性變形帶內分為強烈變形區(qū)、中等變形區(qū)和弱變形區(qū)。強烈變形區(qū)為承受剪應力最大的區(qū)域，褶曲、揉皺、撓曲十分發(fā)育，片理、裂隙較為密集，巖體完整性差，巖石已完全變?yōu)榍訋r、片巖，巖石強度大幅度弱（劣）化，各巖組都變成薄層狀結構，巖體結構明顯變差，因此在強變形區(qū)發(fā)生大量的淺層滑塌現(xiàn)象。中等—弱變形區(qū)巖體的結構面較為發(fā)育，巖體完整性較差，巖石變形程度不均勻，有程度不一的千糜化、片理化，變形程度大的部位產生一定數(shù)量的淺層滑塌。

4.1.2 斷裂的活動性 南、北2個韌性剪切帶內分別有梅隴斷裂和湯湖斷裂加持，據(jù)胡海濤等（1987）的研究，這2個斷裂都是現(xiàn)今活動斷裂。

梅隴斷裂疊加在鲘門韌性剪切帶上，白堊紀以來，經歷過逆沖推覆階段、左旋斜沖階段及拉張階段（鐘貽軍，1994），梅隴斷裂在第三紀末至第四紀初至少有過1次較強烈活動，該斷裂新構造運動延續(xù)至人類歷史時間（胡海濤 等，1987）。1971、1981、1991年斷裂帶上3次小震群活動（最大地震ML 分別為3.4、4.2、3.6）的發(fā)震斷裂都是梅隴斷裂（鐘貽軍，1994），從斷裂帶小震—微震情況看，梅隴斷裂目前仍有微弱的活動性。梅隴斷裂位于西北強烈上升區(qū)與東南相對沉降區(qū)的接合部位，與差異升降區(qū)界線基本吻合（胡海濤 等，1987）。因該斷裂周期性活動造成的小區(qū)域地殼的差異性升降，使山體遭受剝蝕較強烈，在剝蝕作用下山坡容易產生滑移、侵蝕等破壞現(xiàn)象。帶內山體表面溝壑縱橫的微地貌形態(tài)是長期較強剝蝕作用造成的。

湯湖斷裂疊加在白云—南椏韌—脆性剪切帶上，具多期活動特征，早期為左旋逆沖，晚期為拉張，深汕區(qū)熱水洞、湯湖等地有溫泉出露，周邊有弱震發(fā)生，說明該斷裂帶近期有活動（胡海濤 等，1987）。斷裂帶為區(qū)域地貌分界線，北西側為陡峻的中低山區(qū)，尖山髻一帶斷層崖發(fā)育，南東側為相對低緩的丘陵臺地區(qū)，顯示該斷裂兩側不均勻升降較為明顯，該韌性剪切帶的剝蝕作用較為強烈。

4.1.3 脆性斷層 后期的脆性變形主要產生于早白堊世的逆沖推覆階段和晚白堊世—早第三紀的脆性變形階段（李靜榮 等，2021）。多期構造作用使巖體產生揉皺和擠壓破碎，產生一系列以北東走向為主、以北西走向為輔的斷層，這些斷層切穿巖體或追蹤巖層的片理，形成大的結構面，影響區(qū)域巖體的完整性和均勻性。同時沿斷層和兩側出現(xiàn)一些巖脈侵入，使局部巖石產生蝕變，強度進一步降低、結構進一步破碎。脆性斷層密集處也是韌性變形強烈的部位，在后期脆性變形時，主破裂面會追蹤韌性剪切帶中的薄弱帶進行發(fā)展擴張，而韌性變形強烈的區(qū)域較為薄弱，從而進一步加劇韌性變形強烈區(qū)的巖體的弱（劣）化。

4.2 巖性和風化的影響

韌性剪切帶巖土體的脆弱性是滑塌發(fā)生的物質基礎。巖體在韌性變形的過程中，原巖結構產生明顯的變化，塊狀巖體變成層狀—薄層狀結構（圖5-b），軟硬互層的巖體受韌性剪切作用層間錯動使軟巖泥化，軟弱的層狀巖體產生明顯的塑性變形，原本較均勻的層狀巖體產生伸展裂隙、斜裂隙而變得不均勻。這些變化使巖體的不均勻風化更為明顯，往往形成清晰的風化分界面，不均勻風化界面、全強風化界面、土巖界面是淺層滑塌發(fā)生的主要通道。受韌性剪切弱（劣）化后的巖體更容易風化，風化后淺層巖體呈砂糖狀、粉末狀，黏聚力較弱，淺表層風化物強度低而透水性較好，沿相對不透水面地下水的運動較為強烈，為滑塌的啟動提供良好的條件?；◢弾r區(qū)變形程度弱，仍保留以原巖漸進式風化為主的特點，淺層滑塌發(fā)育程度弱。

4.3 斜坡類型

韌性剪切帶內優(yōu)勢片理面（層面）走向NE—E，產狀130°～180°∠35°～65°，其次為300°～340°∠40°～60°，與韌性剪切帶和北東向斷層的產狀近于一致，其延展性好，順向坡段易沿片理面產生滑塌，特別是在片理面傾角變化大的位置，因膝折效應往往產生滑塌現(xiàn)象。因片理面在走向上和傾向上有一定的變化，斜向坡部分坡段會形成局部的順向關系，因此斜向坡也是產生淺層滑塌的多發(fā)區(qū)域。橫向坡與逆向坡淺表破壞主要受節(jié)理裂隙的影響，結構面的規(guī)模和密度相對較低，淺層滑塌數(shù)量較少。構造運動使巖體的各類結構面普遍呈現(xiàn)波狀起伏的特點，在結構面的轉折端常產生滑塌現(xiàn)象。

4.4 外動力作用

淺層滑塌的主要誘發(fā)因素是臺風與暴雨。劉天紹等（2018）統(tǒng)計了1951—2015年影響廣東沿海臺風的路徑和強度，指出平均每年影響廣東沿海的臺風為4.6次，較多年份達到10次，以超強臺風級別為主，臺風方向主要有北向和西向2種路徑。深汕區(qū)位于廣東省紅海灣畔，同時也位于廣東省三大降雨高值區(qū)之一的粵東沿海蓮花山脈東南迎風坡高區(qū)（潘建中 等，2012），斜坡受臺風暴雨的影響強烈。

根據(jù)現(xiàn)場訪問，深汕區(qū)山體最近一次大范圍淺層滑塌是在2015-10-04“彩虹”臺風期間，據(jù)報導⑦https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B0%E9%A3%8E%E5%BD%A9%E8%99%B9/18690822？fr=aladdin，該臺風于湛江市坡頭區(qū)登錄，中心最大風力達16 級（超強臺風），汕尾一帶出現(xiàn)龍卷風現(xiàn)象，鲘門氣象站錄得該臺風期間降雨量達111.8 mm。當?shù)鼐用裥稳?，該臺風暴雨過后鲘門一帶山體（韌性剪切帶的中心部位）表面由青翠的山林變成千溝萬壑。從2018年4月和2020年8月兩期衛(wèi)星影像成果對比分析，2018-2020 年帶內自然斜坡新發(fā)現(xiàn)36起淺層滑塌，占總數(shù)量的2.2%。在該期間鲘門站錄得近10 年（2011-2020 年）最大日降雨（339.6 mm，2020-06-08）和第五大日降雨（2018-06-07，臺風“艾云尼”影響期間，中心風力8級，降雨量172.2 mm）。分析臺風加劇斜坡破壞的原因主要有3點：其一為臺風使雨滴的動能大幅增強，加劇雨滴濺侵坡面的程度，2015年“彩虹”臺風的雨量小于近幾年的幾場降雨，但臺風等級高，臺風的破壞性強，雨滴在臺風的加持下侵蝕能力強，造成了大面積滑塌現(xiàn)象，比較脆弱的區(qū)域產生破壞以后，剩下的區(qū)域地質條件相對較好，以致于后續(xù)大的降雨并未引發(fā)密集的滑塌；其二臺風作用于樹木的冠部，使樹木根系產生作用于淺層坡體的力矩；其三臺風破壞山體植被，使大量樹木被連根拔出，植物根系對淺層土壤的加固作用減弱。帶內斜坡通常在深度0.5～3.0 m 以內為透水性較好的坡殘積土與全風化巖，下伏強、中風化巖頂面相對隔水，降水入滲使淺表層巖土層很快飽和，暫時性的地下水流在重力作用下向坡下滲流，在坡體內形成較大的動水壓力。臺風作用加持在暴雨的雨滴上，使迎風坡遭受雨滴的侵蝕相比其他坡面嚴重，臺風使雨滴順風向傾斜落下，迎風坡得到的雨水滲入量也更多，本區(qū)的臺風方向以北向、西向為主，因此南向坡、南東坡和東向坡（迎風坡）的破壞尤其嚴重。

4.5 人類活動的影響

經濟作物的種植削弱斜坡的抗滑能力，促進破壞的產生。研究區(qū)山體原為亞熱帶常綠闊葉林，但在人類長期經濟活動的作用下，原生植被已多被破壞，代以次生林和人工林，森林結構比較單一，優(yōu)勢樹種主要有馬尾松、桉樹、速生相思、臺灣相思等（深圳市深汕特別合作區(qū)住房建設和水務局，2021）。自然植被的層次分布較好，深淺不一的根系使土壤得到良好的加固，經濟作物的種植使斜坡植被類型單一化，植物根系加固表層土壤的能力降低，斜坡抵御滑塌的能力減弱，更容易產生淺層破壞現(xiàn)象。

綜上所述：韌性剪切作用及脆性斷層的加持是淺層滑塌產生的主要因素，主要表現(xiàn)在多期構造運動使巖體結構弱化、劣化，使坡體內形成不同尺度多組較密集的結構面，加劇巖體風化的不均勻形成風化突變界面，使主控結構面（片理面）的走向與傾角變化較大，從而造就較多外傾臨空條件。研究區(qū)內山區(qū)地塊緩慢上升形成較陡且溝壑密集的地形、也是淺層滑塌產生的主要因素。臺風迭加暴雨是淺層滑塌產生的誘發(fā)因素，人類活動對坡面植物的影響是從屬因素。

5 變化趨勢

根據(jù)淺層滑塌發(fā)災歷史的訪問、多時相衛(wèi)片對比以及DEM 圖像微地貌分析等手段，發(fā)現(xiàn)帶內淺層滑塌具有遷移性、自愈性、擴展性的特點，初步判斷淺層滑塌具有周期性特點。

1）遷移性

對比2020年8月和2018年4月的衛(wèi)星影像，帶內新發(fā)現(xiàn)的滑塌36 處，有4 處滑塌出現(xiàn)擴展現(xiàn)象，新發(fā)生的數(shù)量遠大于擴展的數(shù)量。這說明大部分淺層滑塌已產生充分的滑移，土體與全風化巖已基本滑完，破壞面已至基巖面，下一輪新的變形破壞將由已滑塌區(qū)遷移至周邊新的坡面。也有少量老的滑塌面有未滑完的松散物質，在后續(xù)臺風暴雨作用下繼續(xù)發(fā)展，但規(guī)模小。

2）自愈性

本文所指的自愈性是指破壞面長滿植被，從外表上已不能直接分辨。根據(jù)兩期光學衛(wèi)星影像的對比，帶內2年內已基本完成自愈的有15處，隨著時間的推移，大部分破壞面都會回到正常。自愈后滑塌區(qū)植被的物理風化、化學風化作用恢復，將發(fā)生下一個破壞輪回。

3）擴展性

擴展性是指新的破壞沿已產生的破壞周界擴展。根據(jù)兩期光學衛(wèi)星影像的對比，期間有4處破壞有明顯的擴展現(xiàn)象，從數(shù)據(jù)上看，擴展現(xiàn)象不是很普遍。從剝離植被的機載LiDAR DEM圖像上看，絕大部分中—高位淺層破壞下部斜坡都是凹槽地形，有些還能辨認早前破壞的跡象。從現(xiàn)場調查看，這些淺層破壞是由下部逐漸向斜坡中上部發(fā)展的（圖11），破壞區(qū)溝谷普遍處于青—壯年期，溝谷下切明顯，溝谷源頭不斷向上方發(fā)展（溯源侵蝕現(xiàn)象），在此條件下有些新的破壞將沿已有破壞后緣和側緣向外擴展。

圖11 淺層滑塌擴展性（掘尾龍嶺北）Fig.11 Expansibility of topsoil slip (Juewei Longling north)

4）周期性

根據(jù)訪問結合歷史資料，推測區(qū)內淺層破壞具有周期性的特點。當?shù)卮迕穹从?，研究區(qū)山坡表面時有零星的滑塌現(xiàn)象，2015年“彩虹”臺風期間山坡出現(xiàn)大量滑塌。參考《海豐縣志》的記載，大躍進（1958—1960 年）至20 世紀70 年代末，由于森林過度砍伐、盲目開荒、挖樹頭草根作燃料等，海豐境內山體（研究區(qū)原屬海豐縣管轄）的森林大量消失，水土流失十分嚴重，80年代后通過封山育林等措施，水土流失逐步緩解。根據(jù)縣志的記載結合對當?shù)乩夏耆说脑L問，估計研究區(qū)山體在上世紀50年代末至70年代末淺層破壞較為嚴重、發(fā)生頻率較高，80 年代以后得到緩解，直至最近2015 年又大量發(fā)生，這2個時間段間隔約35年，其發(fā)生頻率為低頻（20～100 a/次）。這反映一次大的臺風暴雨過程觸發(fā)韌性剪切帶山體較薄弱部位產生滑塌，已破壞部位露出基巖，短期內不易再破壞，未滑塌部位地質環(huán)境條件相對較好，斜坡暫時不具備淺層破壞群發(fā)的條件，但區(qū)域地塊正在緩慢抬升，剝蝕作用仍較強烈，地質環(huán)境經過很長一段時間孕育后又會形成滑塌群發(fā)的條件，在臺風暴雨的誘發(fā)下產生群發(fā)性的破壞。

初步判斷區(qū)內的淺層滑塌發(fā)生頻率低，間隔周期較長，但目前所了解的僅是最近一次大致的時間間隔，有關周期性的判斷是初步的推測，還不具備時間上的統(tǒng)計學意義。

6 結論

1）深汕區(qū)是蓮花山斷裂帶韌性剪切帶的主要展布區(qū)之一，宏觀上強烈的韌性剪切作用形成不同尺度、多組密集的結構面，使區(qū)域巖體的完整性和均勻性大幅降低。微觀結構方面，韌性變形后的巖石有限應變較高，巖石的結構與構造產生改變，巖石的強度降低，為滑塌的群發(fā)提供良好的物質基礎。韌性變形后的巖石成層性較好，風化后具有清晰的劇強風化界面，韌性變形使片理面等主要結構面普遍呈彎曲波狀的形態(tài)，結構面的轉折容易使結構面外傾臨空，為滑塌的群發(fā)提供良好的剪出條件。韌性剪切帶斜坡結構具有淺層透水性好，下伏巖面相對隔水的特征，降雨入滲容易形成沿基巖面較強的滲流作用，為滑塌的群發(fā)提供良好的水動力條件。

2）深汕區(qū)韌性剪切帶在2015 年“彩虹”臺風期間產生密集的淺層滑塌現(xiàn)象，主要是土體與全風化沿基巖頂面產生滑塌，單體規(guī)模為小型，滑塌體厚度一般0.5～3.0 m?；饕a生于韌性變形強烈—中等的區(qū)域，大部分滑塌產生于距脆性斷層500 m距離以內，發(fā)生頻度與距斷層距離呈反比；地形地貌方面，滑塌主要產生于高丘陵、低丘陵區(qū)和低山區(qū)坡度＞25°的斜坡地帶，分布密度與坡度基本呈正相關，滑塌大部分分布于傾向東、南東和南向的斜坡；滑塌最易發(fā)生在原巖為軟硬砂泥巖互層的地層中，其次為較堅硬火山碎屑巖、軟弱層狀泥質巖、較硬塊狀火山熔巖，花崗巖區(qū)數(shù)量極少；順向坡中最容易產生淺層滑塌，其次為斜向坡和橫向坡。

3）深汕區(qū)韌性剪切帶內淺層滑塌是在山體緩慢上升的構造背景下承受著較強烈的剝蝕作用、在以韌性剪切作用為主的構造作用形成的較弱本底條件下，受人類種植等活動的影響其本底條件進一步弱化，斜坡在臺風疊加暴雨的誘發(fā)下產生的群發(fā)性淺層破壞現(xiàn)象。區(qū)內的淺層滑塌具有遷移性、自愈性、擴展性的特點，初步分析淺層滑塌群發(fā)還具有發(fā)生頻率低和周期性的特點。

本文研究了深汕區(qū)蓮花山斷裂帶韌性剪切帶斜坡破壞的特征與機理，總結了該區(qū)淺層滑塌的分布規(guī)律，為深汕區(qū)韌性剪切帶的地質災害風險區(qū)劃與地質災害防治提供了理論基礎，也可為其他類似構造影響帶的地質災害與水土保持研究提供借鑒。但還是存在一些不足：如缺少巖礦分析的資料，對于不同類型原巖、不同程度變形巖石的礦物成分和微觀結構破壞特征研究深度還不夠；韌性剪切帶的水文地質條件、巖土體的水理性質研究比較缺乏；缺少宏觀時間尺度山體破壞的歷史資料，在周期性變化方面的評價較為欠缺；本研究的范圍僅限于深汕區(qū)，在地域方面有一定的局限性。未來可從以下方面深化：擴大地域范圍，最好包括蓮花山斷裂帶典型韌性剪切帶的展布區(qū)，以得到更為全面客觀的結論；加強韌性剪切帶巖石礦物成分、微觀結構、水文地質條件和地質災害關系的研究；開展淺層滑塌地質災害鏈的研究；從淺層向深部拓展，研究韌性剪切帶中—深層破壞的可能性與發(fā)生機理。