淺淡鄭州市地質(zhì)災(zāi)害分布特征與形成條件

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簡介： 21世紀(jì)初期我國地震活動趨勢仍處于活躍期，極易誘發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害，本文在鄭州市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合其地質(zhì)環(huán)境背景及人類工程活動，綜合分析了地質(zhì)災(zāi)害的分布特征與形成條件，為鄭州市地質(zhì)災(zāi)害防治及規(guī)劃提供了依據(jù)。
關(guān)鍵字：地質(zhì)災(zāi)害、分布特征、形成條件

　　鄭州市位于河南省中部，地理座標(biāo)：東徑112°40′—114°12′，北緯34°16′—34°58′，面積7446.2km2，總的地勢為西高東低，呈階梯狀下降。境內(nèi)90%以上屬淮河流域，其余為黃河流域。鄭州市位于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫14.3℃，極端最高氣溫43.0℃，極端最低氣溫-17.9℃。多年平均降水量為638.6mm，年內(nèi)季節(jié)分配失調(diào)，降雨多集中在7、8、9三個月，約占全年降雨量的60—70%。鄭州市礦產(chǎn)資源豐富，礦山開發(fā)已成為本地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)活動，礦山的開采，在推動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，也隨之帶來嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害問題。

1地質(zhì)災(zāi)害分布特征
　　鄭州市主要地質(zhì)災(zāi)害有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂縫，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型具有顯著的多樣性特征。這種“多樣性”與該地區(qū)特定的地形地貌、巖性、構(gòu)造條件以及人類工程—經(jīng)濟(jì)活動等因素有著極為密切的關(guān)系。

1.1崩塌發(fā)育的分布特征
　　鄭州市崩塌發(fā)育分布規(guī)律十分明顯。具體特征有三：

　　1、西部、西南部基巖山區(qū)主干斷裂和緊密褶皺帶附近的脆性地層或軟硬相間的復(fù)雜巖系地區(qū)。如嵩山南麓、北麓及箕山北麓地區(qū)，崩塌災(zāi)害頻繁嚴(yán)重。

　　2、中部、中西部人類采石、采礦強(qiáng)烈活動地區(qū)和公路、鐵路、庫渠等骨干工程地帶。如1999年8月，鞏義市米河鎮(zhèn)魏寨村采石場崩塌。1999年7月5日，登封第二水泥廠崩塌。1961年3月6日，新密市大槐劉嘴“五八”渠崖頭崩塌等。

　　3、北部、中東部黃土丘陵、斜地地區(qū)。如1992年邙山區(qū)黃河橋村崩塌。2003年10月滎陽喬樓鎮(zhèn)聶樓村崩塌等。在調(diào)查發(fā)現(xiàn)的26處崩塌中，絕大部分分布于上述三個地帶。

　　1.2滑坡的分布特征
　　區(qū)內(nèi)滑坡的分布規(guī)律亦很明顯，主要分布在下述兩個地區(qū)：

　　一是西部、西南部中低山區(qū)地形陡峻、風(fēng)化強(qiáng)烈的斜坡地帶；

　　二是北部、中東部黃土丘陵和黃土覆蓋丘陵地區(qū)。前者巖質(zhì)滑坡、土質(zhì)滑坡兼有，如登封少林寺塔林滑坡，唐莊鄉(xiāng)花峪村滑坡，鞏義夾津口鎮(zhèn)鐵生溝滑坡、涉村鎮(zhèn)羅泉村滑坡、淺井村滑坡等；后者主要為土質(zhì)滑坡，如邙山區(qū)古滎鎮(zhèn)黃河橋村滑坡，二七區(qū)候寨鄉(xiāng)西胡垌滑坡、新鄭千戶寨鄉(xiāng)風(fēng)后嶺村滑坡，新密白寨鎮(zhèn)楊樹崗村滑坡等。

　　1.3泥石流發(fā)育的分布特征
　　泥石流發(fā)育分布除時間上集中于每年的6—9月份降雨季節(jié)、尤其是年內(nèi)第一次連續(xù)降雨過程中的暴雨階段外，空間上分布特征亦很突出。

　?、傥鞑俊⑽髂喜恐械蜕絽^(qū)發(fā)育較頻

　　調(diào)查結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)有近半泥石流發(fā)生于西部、西南部中低山區(qū)，如登封城關(guān)鎮(zhèn)玄天廟村泥石流、玉皇溝村泥石流、大仙溝村泥石流、清泥宮泥石流、賀瑤村泥石流等。

　　②北部、中東部黃土丘陵和黃土覆蓋丘陵地區(qū)亦有分布

　　該地區(qū)泥石流泥質(zhì)成份較多，一般多呈泥流形式出現(xiàn)，如滎陽崔廟鎮(zhèn)盧莊泥石流、賈峪鎮(zhèn)石碑溝泥石流、新鄭大槐樹村泥石流、郭老莊村泥石流等。

　?、鄞?、中型礦山尾礦庫區(qū)

　　主要是鋁土礦、煤礦開采形成的尾礦棄料，由于存放不當(dāng)而造成的。如上街鋁廠尾礦庫泥石流。此類泥石流，目前區(qū)內(nèi)發(fā)生不多，但存在潛在隱患，亦應(yīng)引起重視。

　　1.4塌陷及其塌陷式地裂縫的分布特征
　　據(jù)調(diào)查，區(qū)內(nèi)共有大、小地面塌陷77處，主要位于登封、新密和鞏義市境內(nèi)。地面塌陷及其塌陷地裂縫的空間分布規(guī)律和規(guī)模，主要受地下采空區(qū)位置、地形地貌及地層巖性所控制。其分布特征主要有二：一是均沿二迭系煤系地層及鋁土礦層的走向分布，塌陷區(qū)的長軸方向也與煤系地層及鋁土礦層的走向平行，并隨著走向的變化而變化；二是地面塌陷一般分布在地勢低洼的山間溝谷、平原和盆地地帶。因這些地帶“深厚比”（可采層埋深與采厚之比）較小，地面變形破壞在相同情況下則較為嚴(yán)重。

　　1.5地裂縫的分布特征
　　調(diào)查結(jié)果表明，區(qū)地裂縫（指非采礦塌陷引起的地裂縫，下同），均分布于北部、中東部黃土丘陵、斜地地區(qū)。如1981年6月21日，滎陽東二十里鋪茹砦村地裂縫，走向NEE，長300m，寬0.5m，可見深0.7m；滎陽城關(guān)鎮(zhèn)大王村地裂縫，一條長420m，寬0.5m，深1.2m；另一條長300m，寬2m，可見深8m，走向亦為NEE向。如此還有不少，如滎陽劉河鎮(zhèn)劉河村地裂縫，崔廟鎮(zhèn)崔廟村地裂縫，王村鎮(zhèn)司村地裂縫，中原區(qū)須水鎮(zhèn)須水村地裂縫，二七區(qū)候寨鄉(xiāng)三李村地裂縫等。地裂縫產(chǎn)出的地形地貌部位以黃土沖洪積斜平原和黃土丘陵正負(fù)地形過渡處居多，延伸方向也多與負(fù)地形溝壑走向近于一致。時間上，地裂縫的產(chǎn)生多發(fā)生在雨季。

2、地質(zhì)災(zāi)害形成條件與誘發(fā)因素分析

　　 2.1崩塌形成條件與誘發(fā)因素

　　 2.1.1形成條件

　?。?）地形地貌

　　從區(qū)內(nèi)26處崩塌發(fā)育分布的地貌部位來看，崩塌形成的地貌條件歸納起來有三：

　　一是較陡的地形坡度，且坡面形態(tài)凸凹不平；

　　二是較高的坡體，位能差較大；

　　三是具有一定的臨空拋出空間。調(diào)查區(qū)西部、西南部基巖山區(qū)，侵蝕切割強(qiáng)烈，坡陡谷深，相對高差達(dá)數(shù)百米；北部、中東部黃土丘陵、斜地地區(qū)溝壑密布，切深壁陡，呈近直立狀，相對高差數(shù)十米至百余米，它們均為崩塌的形成提供了有利的地貌條件。

　?。?）地層巖性與巖體結(jié)構(gòu)

　　分析區(qū)內(nèi)崩塌產(chǎn)生的巖性、結(jié)構(gòu)條件發(fā)現(xiàn)，地層巖性與巖體結(jié)構(gòu)狀況對崩塌形成、分布具有十分明顯的控制作用。

　?、傥鞑?、西南部基巖山區(qū)，塊狀、厚層狀堅硬花崗巖、石英砂巖、碳酸鹽巖等脆性巖體（層），常形成陡峻的邊坡，且構(gòu)造節(jié)理和卸荷裂隙發(fā)育，是形成崩塌的“優(yōu)勢”地層巖性，極易產(chǎn)生崩塌。

　　②軟、硬巖性相間地層，如石炭、二迭系等中厚層砂巖與頁巖、泥巖互層，是造成本區(qū)軟基座型崩塌的主要原因。

　　③北部、中東部黃土丘陵、斜地地區(qū)，黃土、黃土狀土垂直節(jié)理發(fā)育，常呈數(shù)米、數(shù)十米高的直立邊坡，且具大孔隙及濕陷性等特性，亦易造成崩塌。

　?。?）地質(zhì)構(gòu)造

　　從地質(zhì)構(gòu)造角度分析，區(qū)內(nèi)崩塌大都發(fā)生在：與區(qū)域性骨干斷裂帶走向平行的陡峭斜坡帶；幾組斷裂交匯的峽谷處，以及與斜坡走向平行的緊密褶皺軸的兩翼地帶。

　　這些地帶構(gòu)造作用使得巖層強(qiáng)烈變形，巖體的完整性、穩(wěn)定性遭到嚴(yán)重破壞，整體剛度降低，各種斷裂面、節(jié)理面、裂隙面發(fā)育，造成巖層破碎，使其解體卸荷形成崩塌，如登封唐莊鄉(xiāng)塔水磨村崩塌，大金店顧家河村崩塌，鞏義大峪溝鎮(zhèn)鐘嶺村崩塌，西村鎮(zhèn)塢羅村不穩(wěn)定斜坡體等。

　　2.1.2誘發(fā)因素
　　（1）氣象因素

　　氣象因素主要表現(xiàn)在氣溫和降雨作用兩個方面。前者促進(jìn)崩塌的孕育，后者激發(fā)崩塌的產(chǎn)生。

　　調(diào)查區(qū)地處季風(fēng)氣候區(qū)，氣溫隨季節(jié)及晝夜變化幅度較大，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)巖石物理風(fēng)化速度加劇，促進(jìn)了崩塌的孕育形成。

　　大氣降雨的激發(fā)作用表現(xiàn)在，降雨將巖體裂隙充盈，產(chǎn)生靜、動水壓，并使裂隙中充填物軟化或淘空，以致崩塌體與母體之間抗拉強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度發(fā)生降低，從而誘發(fā)崩塌。對于黃土類崩塌，降水還同時增加了土體自重，且形成的溝谷逕流，又常使坡腳蝕空軟化，導(dǎo)致崩塌。

　　調(diào)查結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)崩塌的產(chǎn)生大多出現(xiàn)在雨季，尤其是暴雨季節(jié)，其根源也就在此。

　?。?）人類活動因素

　　區(qū)內(nèi)人類活動主要為采石、采礦、修路架橋、挖渠建庫等。這些活動，從不同途徑使得自然坡度變陡、坡體臨空面增大。加之活動過程中，經(jīng)常使用爆破作業(yè)方式，導(dǎo)致邊坡巖土體中各種結(jié)構(gòu)面的力學(xué)強(qiáng)度發(fā)生降低，甚至改變整個邊坡的穩(wěn)定性，從而誘發(fā)崩塌。

　　2.2滑坡形成條件與誘發(fā)因素

　　2.2.1形成條件

　　（1）地形地貌

　　滑坡形成的地形地貌條件主要有地形坡度、坡面形態(tài)、臨空面、斜坡結(jié)構(gòu)類型及其組合狀況等，它們構(gòu)成區(qū)內(nèi)滑坡形成的基礎(chǔ)條件之一。調(diào)查區(qū)西部、西南部山區(qū)地帶，構(gòu)造運動強(qiáng)烈，溝谷侵蝕切割深度大，地形陡峻，是滑坡孕育、產(chǎn)生的有利地貌部位；北部黃土丘陵地區(qū)，溝壑發(fā)育，谷深坡陡，坡腳臨空寬曠，特別是在久雨或暴雨季節(jié)，坡腳被水浸潤或淘蝕，更易于滑坡的發(fā)生和發(fā)展。

　　（2）地層巖性

　　地層巖性是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。區(qū)內(nèi)地層巖性出露齊全，且?guī)r性組合復(fù)雜。不同的地層巖性及不同的巖性組合關(guān)系，對滑坡的孕育、發(fā)生、發(fā)展影響各不相同，產(chǎn)生滑坡的形式、規(guī)模、頻率亦不相同。

　　西部、西南部山區(qū)巖質(zhì)滑坡，多發(fā)生在軟硬巖性互層組合環(huán)境下，如第三系砂礫巖與泥巖互層部位；石炭系、二迭系砂巖、泥巖、頁巖互層部位；石炭系石灰?guī)r、頁巖、泥巖與煤系地層互層部位以及登封群片巖、片麻巖等變質(zhì)程度較深的部位。這些部位一個顯著的特點是，在降水和其它外營力作用下，軟質(zhì)巖遇水軟化，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，演變成為滑動帶，而硬質(zhì)巖則充當(dāng)成為滑動體，從而發(fā)生滑移。