西藏桑日-朗县段崩塌滑坡等灾害孕灾地质背景特征研究

Study on the Geological Background Characteristics of Disaster-Prone Areas: Specifically for Landslides and Collapse in the Sangri-Langxian Section of Xizang

摘要

西藏雅鲁藏布江中游高山峡谷地区，因地质构造复杂、新构造运动活跃且地质灾害频发，导致该区域地质构造极为脆弱，其地质环境备受关注。文章系统分析了该区域的地质构造、地层、岩性和地貌特征等孕灾地质背景，揭示了桑日-朗县段崩塌、滑坡等地质灾害发生规律与地质背景间的内在联系。在此基础上，进一步评价了不同地质条件下该地区的地质灾害风险等级。研究结果对桑日-朗县段地质灾害的防治工作具有一定指导意义，也为类似地质环境区域的灾害风险评估提供了参考。

Abstract

High mountain gorge terrain, located in the middle reaches of the Yarlung Zangbo River in Xizang, is characterized by complex geological structures and active neotectonic movements, resulting in frequent geological disasters. It makes the region's fragile geological environment a subject of significant concern. This paper systematically analyzes the disaster-prone geological background characteristics in this region, including its geological structure, stratigraphy, lithology, and geomorphological features. It reveals the intrinsic relationship between the occurrence patterns of geological disasters, such as collapses and landslides in the Sangri-Langxian section, and their geological background. Based on this analysis, this study further assesses the geological disaster risk levels under different geological conditions in this area. These findings not only provide valuable guidance for geological disaster prevention and mitigation efforts in the Sangri-Langxian section but also serve as a reference for geological disaster assessment in similar geological environments.

Graphical abstract

关键词

孕灾地质条件 / 滑坡 / 崩塌 / 地质灾害 / 雅鲁藏布江中游

Key words

geological conditions of disaster-prone area / landslide / collapse / geological disasters / the middle reaches of the Yarlung Zangbo River

引 言

自20世纪60年代我国首次启动青藏高原综合科学考察以来，国内多家科研单位与学者从不同角度对青藏高原地区的地质灾害开展了系统分析与研究^[1-3]。然而，受高原自然条件恶劣、交通不便等因素的影响，雅鲁藏布江中下游区域的地质灾害研究程度仍相对偏低^[4]。受印度洋板块向欧亚板块持续碰撞挤压的影响，青藏高原经历了复杂的隆升过程和强烈的地壳变形，形成了雅鲁藏布江断裂带、怒江断裂带、澜沧江断裂带和金沙江断裂带等一系列深大活动断裂带，在复杂的构造运动和水热活动共同作用下，这些断裂带进一步演化为强烈地震带、黏土化蚀变岩带和构造混杂岩带^[5]，并形成了独特的高山峡谷地貌单元，为多种地质灾害的发生提供了内外动力地质条件。位于西藏山南市桑日县以东的雅鲁藏布江中下游流域，以及南部的喜马拉雅山区，是青藏高原地质灾害类型较多且易发区域^[6]。该区域地质构造复杂，在强烈的地壳抬升运动及湍急河流的共同侵蚀作用下，形成了特殊的地质环境，加之该段河床狭窄、水流湍急，暴雨、融雪和大风等极端天气频发，导致区域地质体稳定性显著降低，地质灾害广泛分布，类型多样、发生频繁，危害严重。近年来，随着区域经济社会快速发展和基础设施持续建设，地质灾害风险又进一步加剧^[7]。本段内主要有崩塌、滑坡、泥石流、落石和不稳定的斜坡等地质灾害，其中崩塌、滑坡和泥石流危害最大，严重威胁公路运输、交通安全、居民生命财产以及能源开发^[8]，且本段是拉林铁路和省道508线林芝至泽当的必经之路，也是雅鲁藏布江中游水能开发的重点区域。深入研究该区域地质灾害的分布规律及发育特征，对科学有效推进区域防灾减灾工作具有意义。鉴于此，本文以“遥感解译-野外验证-室内分析”的技术路线，系统梳理桑日-朗县段的孕灾地质背景特征，明确不同区段灾害发育的主控因素与破坏模式，探讨地质灾害孕育过程，针对性地选择该区域地质灾害防护和制定防灾减灾措施及方案提供基础数据，为进行区域地质灾害的风险评估提供一定的科学依据。

1 区域地质概况

本研究段总长约123.8 km，地理位置在E 90°14′\sim94°22，N 27°08"\sim29°47之间，位于印度板块与欧亚板块于古近纪汇聚和碰撞而形成的雅鲁藏布江缝合带^[9]（图1），沿该缝合带分布有规模巨大的早白垩世蛇绿岩带^[10]。研究区域新构造活动活跃，特别在仲巴-朗县段地震活动频繁^[11]，据资料记载，自1915年以来断裂带附近发生Ms（震级）≥5级地震20余次，较大地震有1947年朗县东南的7.7级地震和1915年曲松北的7级地震^[12]。本区岩石类型主要包括中新界白垩系的黑云母二长花岗岩、闪长岩、石英片岩、砾石、块体叠置厚度大于27.1 m的玄武岩、辉长岩和块体叠置厚度超过1 420 m复理石硅质岩构造^[13]。区域气候属于半干旱半湿润类型，山体坡度普遍较大，平均坡度超过55°，岩石风化强烈，坡体稳定性较差，属典型的地质灾害易发区。部分区域第四系沉积物厚度达5 m左右，这些松散沉积物孔隙度大、压缩性高、透水性强，为崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害的发育和成灾提供了物质基础^[14]。此外，该地段属高山峡谷地貌，江河水体坡脚的强烈冲刷及侵蚀作用显著，使其成为雅鲁藏布江中游段最不稳定的区域之一。

2 孕灾地质背景特征

2.1 藏嘎-达古段

该段总长约18 km，整体位于藏嘎-达古峡谷剪切带内，基岩以雅鲁藏布江花岗岩为主，岩体中发育有闪长岩、黑云母二长花岗岩等（图1），本段主要灾害为崩塌、落石、滑坡和不稳定斜坡等。通过野外调查共识别灾害点7处，包括典型落石点4处（每处体积10\sim50 m³）、崩塌点2处（规模均为小型，体积小于1×10⁴ m³）、滑坡点1处（浅层土质滑坡，面积约800 m²）及不稳定斜坡多处，灾害主要沿省道508线及雅鲁藏布江左岸分布，沟谷两侧斜坡平均坡度约60°（见图2）。

研究结果显示，临江及公路沿线的斜坡带上广泛分布第四纪松散堆积体，受河流切坡和人工开挖影响，多处形成了高陡边坡。区域斜坡以岩质斜坡结构为主（见图3A），岩土体类型主要包括较硬岩-软质岩和软弱的松散沉积岩等，在软质岩岩层产状较陡的区域，受风化、降雨及重力作用影响，岩体稳定性遭破坏，常引发落石灾害。节理构造分析表明，结构面与边坡走向一致，岩土体易沿结构面滑动，加之坡体岩石裂隙较大，进一步破坏了边坡稳定性。区段内优势节理赤平投影图亦得到清晰显示（图3B）。图3B显示，优势节理组走向为310°\sim330°，与斜坡走向（290°\sim310°）夹角 10°\sim30°，节理倾角65°\sim75°，结构面与边坡走向近于一致，岩土体易沿结构面产生剪切滑动，且该山体表层主要由碎屑岩和出露的基岩组成，基岩上方覆盖的松散类岩土体为第四纪松散堆积体，其稳定性受诸多因素影响。首先，砂砾卵石(碎石、角砾)层承载力较高，粉质黏土或粉质黏土夹碎块石的残坡积、崩坡积层结构松散，由于碎块石含量不均，即使在较小的范围内其力学强度存在显著差异。加之江水持续冲刷山体，岩土体湿度持续增加，尤其是暴雨、重力和风力条件下，岩土体强度持续降低，为地质灾害的发生创造了条件，极易发生落石、崩塌和滑坡类地质灾害。其次，沿江高山分布的冰川形成大量的冰雪融水，为诱发地质灾害提供水源条件，并且在风化和河流侵蚀作用下，岩层十分破碎，形成大量的堆积物、冲积物等碎屑物质（见图4），为地质灾害的发生提供物质条件。另外，高山峡谷的特殊地貌又为地质灾害的发生提供了潜在环境，由于外动力搬运营力小，山体稳定性差，风化产物存量大，其破坏模式以蠕滑-拉裂式为主。

2.2 达古-塘麦段

该段总长约24.5 km，整体处于剪切断裂带上，岩石类型为花岗岩、黑云母二长花岗岩和第四纪堆积体为主（图5），平均坡度约为55°，局部陡峭段坡度可达75°，地质灾害以崩塌、滑坡和落石为主。通过野外调查识别灾害点6处，包括易发性落石点2处、崩塌点2处（规模均为中型，1×10⁴\sim1×10⁵ m³）、不稳定斜坡2处，灾害点集中分布于街需隧道进出口及加查塘麦桥周边。因公路沿线为迎风坡，风化作用强烈，山体两侧坡面覆盖大量堆积物而形成了多处岩石风化带。通过节理赤平投影分析及实地考察发现，该区域节理倾向与坡面近于正交，裂隙发育显著，危岩体广泛分布。由于危岩体所处位置较高，严重削弱了坡体的稳定性，存在较大的失稳风险和安全威胁（图6）。该段坡体为孤立陡峭的山嘴，前缘存在巨大临空面的凹形陡坡，其连接雅鲁藏布江江底，极易发生崩塌和落石。坡体内部裂隙发育，岩体结构不完整，有大量与斜坡倾向一致或平行延伸的裂隙或软弱带。坡体上部已有拉张裂隙出现并持续扩展，导致其破坏模式以倾倒式和拉裂式为主。该地质灾害对交通运输和沿江设施造成严重破坏，灾害发生的控制性因素为山体本身的高陡地形与外部风化营力的共同作用，其内因为山高坡陡、自身稳定性差的地貌条件。具体影响因素主要为：一是岩性与风化差异性，上硬下软的岩层组合使下部软岩的风化为硬岩的脱落提供了动力条件；二是该区域位于雅鲁藏布江活动性断裂带，新构造运动强烈（图1），地震作用使原本松散的山体更易发生崩塌、滑坡和落石等灾害；三是夏季降水和冰雪融水易渗入坡体，软化岩土并软弱结构面，从而降低了坡体的强度，诱发崩塌、滑坡等地质灾害，另外持续降雨导致岩土体达到饱和状态，进一步增加崩塌滑坡风险；四是人类活动和外部扰动，水利工程建设等人为活动增加了危岩体的荷载，削弱坡体的稳定性，此外，陡坡危岩和不稳定的斜坡带野生动物活动也可能引起危岩的滚落致灾（图7）。

2.3 塘麦-朗县段

该段总长约81.3 km，位于塘麦-朗县向东延展的剪切构造带上，相比藏嘎-达古段和达古-塘麦段，本段地势较为平坦，坡度大多在45°左右，部分山体坡度也达到60°以上。该段基岩以花岗岩为主，主要灾害类型为崩塌、滑坡、落石和不稳定斜坡。通过野外调查共识别灾害点15处，包括大型滑坡2处（规模大于1×10⁶ m³，于琼滑坡、朗镇滑坡）、中型崩塌2处（1×10⁵ \sim1×10⁶ m³）、中型泥石流2处（堆积扇面积 0.8~1.2 km²）、落石点1处及不稳定斜坡8处，是本研究区内灾害类型最多、规模最大的区段。该区域地质构造复杂，新构造活动强烈^[15]；主要由二长花岗岩、玄武岩、石英片岩、辉长岩和砾岩等岩石组成（图8）；地貌呈沟谷两侧斜坡状，主要斜坡结构为岩质斜坡（图9A）。结构面节理赤平投影分析发现，该节理倾向与坡面倾向一致，属于顺坡向结构面，不利于边坡的稳定性，岩体易发生落石和崩塌。区段内的优势节理组在赤平投影图上亦有明显反映（图9B）。邻近河流与公路的高陡坡地带分布有第四纪松散堆积体。受河流对边坡的侵蚀以及人工开挖的影响，该段局部形成了高陡边坡，发育有土质砂、土质黏土腐殖质层等不稳定结构，整体稳定性较差。依据不同的诱发因素，塘麦-朗县段地质灾害主要呈现以下两种灾害模式：首先，塘麦以东的达拉山、于琼等地段坡度较大且山体稳定性较差，土质松散，易形成不稳定斜坡和滑坡灾害类型，对交通运输及公路安全造成严重威胁；其次，朗县附近在暴雨和地震等影响下，水分沿裂隙渗入岩层中，降低了岩石裂隙间的黏结力和摩擦力，导致岩体风化，卸荷较为严重，加之受筑路切坡的影响，时常发生崩塌、落石等灾害（图10）。

3 讨 论

本研究所选的三段区域，在潜在地质灾害风险上表现出显著差异。其中，藏嘎-达古段主要为高陡的第四纪松散堆积体，由于堆积体的结构较为松散，且受降水和河流侵蚀的影响，其稳定性遭到了极大的破坏，极易发生蠕滑-拉裂式的破坏，这种破坏使得该区域逐渐形成土质斜坡。近期在达古段危岩落石有明显增多的趋势，并伴有局部滑坡和崩塌等地质灾害。这些地质灾害的发生，不仅对当地的生态环境造成了严重破坏，同时对周边的基础设施以及居民的生命财产安全构成了巨大威胁。达古-塘麦段基岩主要为黑云母二长花岗岩，地质灾害主要发育于基岩岩体。与新构造运动不活跃区域的岩质斜坡不同，本区构造节理与非构造节理极为发育。这些构造节理是在区域构造应力场长期作用下形成的，彼此交错切割，加之风化节理的作用，将原本完整的基岩岩体分割成大小不一，形状各异的岩块。此外，该坡体为孤立陡峭的山嘴，前缘由于巨大临空面的存在，形成了凹形陡坡及大峡谷地貌，极易发生倾倒-拉裂式破坏，常见落石与崩塌等地质灾害。塘麦-朗县段出露的岩石主要为中新界白垩系，包括二长花岗岩、玄武岩、石英片岩、辉长岩和砾石等。该段两侧边坡发育有众多节理组且为堆积物形成区，山体稳定性较差，极易形成滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流和落石等地质灾害。本研究三个区段中，以塘麦-朗县段地质灾害暴发规模最大，其地质灾害类型以大型岩质滑坡为典型特征，受控于顺坡向发育的优势节理，主要变形破坏模式为滑移-拉裂式。其余两段则位于断裂带内，岩体普遍被节理裂隙切割破碎，在无特殊工况条件下，主要发育中小型崩塌与落石灾害，其变形破坏模式为倾倒-拉裂式。

综合对比研究区三段孕灾地质背景，仅有塘麦-朗县段存在顺坡向的优势节理，这也是该段暴发整体滑移式岩质滑坡的控制因素。因此，雅鲁藏布江东西向构造和喜马拉雅弧形东构造相邻的区域内发生的类型与规模悬殊的地质灾害，显然是由不同区段具体的孕灾地质背景条件所决定的，具体见如表1。

4 结 论

根据西藏山南市桑日县与林芝市朗县不同区段崩塌、滑坡地质灾害的孕灾地质背景特征分析，选取桑日至朗县三段研究区域，分别为藏嘎-达古段、达古-塘麦段、塘麦-朗县段，通过野外调查和遥感资料进行了详细分析。结果显示，研究区内滑坡由碎石、土壤和岩石组成，类型包括碎石滑坡、土壤滑坡和岩石滑坡，主要分布在断层带和道路附近的陡坡上，尤其在塘麦-朗县最为明显。孕灾地质背景决定了每一段的变形破坏模式和规模，具体表现为：

（1）藏嘎-达古段主要分布有斜坡表层的松散堆积物，这些堆积物主要为闪长岩、黑云母二长花岗岩的风化产物。该段以降雨和河流侧蚀作用诱发形成的岩质滑坡为主要地质灾害类型，破坏模式以蠕滑-拉裂式为主，主要发育大型落石、小型崩塌和小型泥石流。

（2）达古-塘麦段的主要岩石类型为黑云母二长花岗岩，该段以块状结构斜坡为主要特征，发育有受逆坡向节理控制的“类反向坡”斜坡结构。在无地震等特殊工况条件下，边坡整体稳定性较好，地质灾害以中小规模崩塌和落石为主。然而，在邻近公路的区域，受先前公路建设中的爆破作业及水电站开挖等人类工程活动的影响，岩体中发育有多组产状杂乱的结构面，容易引发小到中等规模的崩塌与落石灾害。

（3）塘麦-朗县段的主要岩石以二长花岗岩、玄武岩、石英片岩、辉长岩和砾石岩石为主，以大型岩质滑坡灾害为典型灾害特征，存在少部分中型不稳定斜坡、中型崩塌、中型泥石流、小型落石等。该段崩滑灾害的主要控制因素为山体发育造成的岩体断裂，以及岩体中的顺坡向及逆坡向的两组优势节理，破坏模式为滑移-拉裂式。综上，桑日-朗县段崩塌、滑坡等地质灾害的发育是区域地质构造、地形地貌、岩性特征等因素耦合作用的结果。

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基金资助

西藏大学大学生创新训练计划项目(202410694038)

中央财政支持地方高校发展专项资金藏财预指【2022]1号项目(00060906-02)