陜西翠華山山崩地質遺跡特征、成因及景觀價值

呂 艷, 董 穎, 張茂省, 楊建平, 李亞哲

1)長安大學地球科學與資源學院, 陜西西安 710054; 2)西部礦產資源與地質工程教育部重點實驗室, 陜西西安 710054; 3)中國地質環境監測院, 北京 100081; 4)中國地質調查局西安地質調查中心, 陜西西安 710054; 5)秦嶺終南山世界地質公園辦公室, 陜西西安 710016; 6)長安大學地質工程與測繪學院, 陜西西安 710054

陜西翠華山山崩地質遺跡特征、成因及景觀價值

呂 艷1,2), 董 穎3), 張茂省4), 楊建平5), 李亞哲6)

1)長安大學地球科學與資源學院, 陜西西安 710054; 2)西部礦產資源與地質工程教育部重點實驗室, 陜西西安 710054; 3)中國地質環境監測院, 北京 100081; 4)中國地質調查局西安地質調查中心, 陜西西安 710054; 5)秦嶺終南山世界地質公園辦公室, 陜西西安 710016; 6)長安大學地質工程與測繪學院, 陜西西安 710054

西安已有3000余年的文明史, 在其南部秦嶺山峰中發育的多處大型基巖山崩體的形成歷史與西安文明史一樣久遠, 其中以西安市南30 km的翠華山大型山崩最為典型。該山崩體規模壯觀, 體量巨大, 形態保存完整, 景觀奇特, 被譽為中國“山崩奇觀”, 但其成因目前仍存爭論。本文在野外調查與勘探基礎上, 對翠華山天池地段的山崩體形態特征、堆積體結構、成災范圍、形成年代、成因機理及其動力學過程進行研究。結果表明, 翠華山山崩體體積約1.8×107m3, 山崩體的形成與距今2900年左右的古西周都城的消亡屬同一時期的重大地震災害事件; 山崩過程包括孕育萌生、啟動、加速、減速堆積等四個階段, 具有高速和長距離性; 遺跡區內湖光、石海、斷崖渾然一體, 風景秀麗如畫, 具有奇、險、特、野之景觀風格和極高的旅游觀光價值。

花崗巖; 山崩; 地震; 地質遺跡

Key words: granite; rock avalanche; earthquake; geological relics

翠華山山崩地質遺跡區位于西安市城南約30 km處的秦嶺山脈終南山北麓。山崩塊石自然形態千變萬化, 天然藝術造型石體眾多, 湖光山色渾然一體, 天然洞穴奇妙無窮, 奇、險、特、野的風格盡在其中, 集科考、休閑、探險、旅游于一體, 因而具有極大的旅游觀賞價值, 歷史上曾被長期辟為皇家園林, 現今成為中國秦嶺終南山世界地質公園的主要景區之一, 為世界地質災害遺跡的旅游開發與利用提供了范例, 每年吸引著30多萬海內外游客及各界人士前來觀光、旅游和科學考察。

翠華山山崩遺跡總量位列世界第三(塔吉克斯坦Usoi巖崩和新西蘭Waikaremoana巖崩分別位列第一、第二), 其遺跡保存完整。近些年許多學者如南凌等(2000)、吳成基等(2001, 2009)、Weidinger (2002)、郭力宇(2001)、郭力宇等(2005)、賀明靜等(2005, 2006)、蘇惠敏等(2005)、蘇惠敏(2006)、李昭淑等(2007)、武智遠等(2011)分別對山崩體的地質背景、形成條件、堆積體及石塊特征、成因機理、景觀特征及開發利用進行過研究, 形成了一批重要成果, 并在此基礎上建成了國家地質公園和秦嶺終南山世界地質公園主景區。這些成果主要是基于野外調查工作提出的, 未能作深入的地質測量與勘探工作, 因而對翠華山山崩的特征及成因的認識難免受限。迄今為止, 關于該堆積體是滑坡還是巖崩,是一次山崩還是三次崩滑, 堆積體厚度100 m還是200 m, 以及成因機理與形成年代等問題均尚有存疑。本文作者通過遙感影像分析、野外地質測繪、淺層地震勘探和地震事件對比研究, 進一步詳細論證了翠華山山崩形成的地質背景、山崩體地質特征、成因機制及其演化過程、山崩地質遺跡特征及景觀利用價值, 其成果對地質遺跡的科學研究、開發利用和保護工作具有重要的參考價值和示范意義。

翠華山位于北秦嶺造山帶北坡的太乙峪河西岸, 距東西向延伸的秦嶺北緣大斷裂直線距離僅4 km(圖1)。秦嶺北緣斷裂自寶雞向東延伸310 km至潼關, 是這一區域內最長且活動最強烈的斷裂(彭建兵等, 1992)。斷層面傾向北, 傾角45°～70°, 是秦嶺山地與渭河盆地分界斷層。該斷裂目前仍在活動, 斷裂北側相對下降形成渭河盆地, 南側相對上升形成高聳的秦嶺山脈, 全新世活動上升速率為1.7～3.4 mm/a。渭河盆地的構造活動性十分活躍, 成為中國大陸地震多發區。依據歷史記載, 里氏8級以上地震可能有兩次, 一次是眾所周知的1556年華縣大地震, 震中位于秦嶺北緣斷裂東延的華山山前段; 另一次發生在公元前780年, 震中可能位于秦嶺北緣斷裂的長安—戶縣段, 兩次地震的震中都可能與秦嶺北緣活動斷裂帶相關。

圖1 翠華山巖崩區域地質圖Fig. 1 Geological map of the Cuihua rock avalanche and surrounding areas

翠華山地區出露的巖層按地質時代和分布范圍可分為兩大類: 一是中元古界寬坪群沉積變質巖系, 二是印支期花崗巖侵入體, 巖性主要為二長花崗巖, 并具不同程度的混合巖化作用, 為翠華山山崩體的母巖。前者多分布在山前及二長花崗巖體周圍, 呈東西帶狀展布在翠華山地區; 花崗巖分布于太平峪口—灃峪—翠華山一帶, 侵入于變質巖之中,巖性質地堅硬, 受構造運動影響, 斷裂和節理發育,呈大小不等的塊狀構造, 在坡面巖石破碎集中地段,成為潛在不穩定的巖體。

由于秦嶺北坡的持續強烈抬升, 太乙峪河強烈下切, 形成了“V”字形峽谷, 河谷相對高度大, 兩側基巖陡壁高達200～300 m, 谷坡陡峻穩定性較差,為山崩的形成提供了有利的地形地貌條件。

1 翠華山山崩體的基本特征

1.1 山崩體平面展布特征

圖2 山崩體遙感影像圖Fig. 2 Remote sensing image of the Cuihua rock avalanche

依據野外調查與測量, 翠華山山崩的最大落差大約為300 m。山崩體自西向東崩落, 寬約500 m,山崩體崩塌運動路徑向北, 因此, 山崩堆積體整體沿斷崖延伸方向呈帶狀展布, 形成長軸方向為南北向的堆積區, 長約1000 m。山崩體的平面形態呈東西向扇狀, 山崩體的厚度約30～120 m, 面積約1.5×105m2, 體積約1.8×107m3(圖2)。現今翠華山山崩的后壁坡度很大, 余留下來的是山頂和斷崖,斷崖高度一般在160～220 m, 傾角為60°～65°(圖2)。依山崩體崩落方向, 堆積體自西向東可分為四個區(帶): ①與后壁平行的崩積體后緣洼地區。地勢略低于主堆積區3～20 m, 塊石直徑較小, 堆積體厚度也較小, 石塊是分散的。②中部主堆積區。呈南北走向龔崗狀, 塊石巨大, 厚度最大。③前緣堆積區。位于中部堆積區的東緣地帶, 塊石粒徑變小,厚度明顯減小。④東部堰塞壩和堰塞湖區(水湫池)。其北段構成堰塞壩, 其南段為堰塞湖, 堰塞湖面積約1.2×105m2, 呈不規則矩形, 長為700 m, 寬為90～320 m, 平均深度7 m(最深為11 m), 這個堰塞湖是秦嶺北坡唯一的高山湖泊。山崩堆積物主要由不同尺寸和形狀的花崗巖塊石組成, 形成十分壯觀的石海。因此, 翠華山山崩的代表性現象是懸崖(后壁陡崖), 石海(巖崩堆積體)和堰塞湖(圖3)。

1.2 山崩體塊石特征

山崩體上的塊石主要為巨型花崗巖塊體, 塊石巨大, 最大粒徑達70 m, 上部保留著原始地面的土壤層, 堆積體礫石多呈棱角狀, 相互支撐, 泥沙質黃土含量低。崩塌堆積體以半空隙接觸堆積過渡,充填物為泥砂、砂、黃土、碎石等, 堰塞壩壩體主要是粗碎屑的礫石堆積, 礫石含量較少, 且直徑較小, 多呈半棱角狀, 迎湖壩面多被后期洪水帶來的泥沙覆蓋。

我們在野外對塊石的大小進行過統計, 結果顯示, 將近一半的塊石直徑大小在1～5 m范圍內。直徑在5～10 m、10～20 m和20～50 m的百分比分別是27.8%, 14.8%和6.8%。依據數據顯示, 不同尺寸的大量原生巖石被節理和裂隙分割開來。

由于巨大的勢能(高差超過300 m), 巖石沿原有節理裂隙面分離, 同時巖體下跌滾落、反彈、相撞和摔裂, 一些新的裂縫發生使巖體破碎、分離, 形成形態各異、大小不一的塊石。特別是在堆積體中軸帶, 大塊石密集分布, 形成十分壯觀的石海(圖3)。

圖3 山崩堆積體—石海、堰塞湖全景圖Fig. 3 Panorama of the rock sea (deposit of the rock avalanche) and the dammed lake

這些大小不同的塊石, 邊緣和角落都是很明顯的。相互疊加的巨大石塊形成架空結構和奇妙的地下空間, 如著名的風洞(圖版I-4)、冰洞, 蝙蝠洞、石橋、石峰和醉石等。塊石堆積形成的堰塞壩堆砌結構十分堅固, 保證了大壩在過去近三千年的日月里未被沖毀。除了崩積體的上述特點外, 我們還發現, 看似混亂的石塊分布排列或多或少可以保留和反映一些山崩體的運動特征信息。一般來說, 塊石的長軸方向基本上代表了山崩的的滑動方向。我們調查統計了數百塊巖塊, 結果表明, 大多數塊石的長軸方向集中在0°～30°和50°～70°, 這與崩塌體的長軸方向相吻合。該山崩體現已趨于穩定, 但崩塌石塊擦痕、摩擦鏡面和硅化條帶等構造形跡清晰可見, 因而在不同部位還可觀察到山崩由孕育、發展、崩塌以至堆積形成山崩體的演化痕跡。

1.3 山崩體厚度與結構特征

為了揭示山崩體的真實厚度, 我們使用高精度淺層地震勘探方法對山崩體進行了探測, 結果如圖4和圖5所示。圖4中的地震剖面I-I'近東西橫切山崩堆積體(圖2), 剖面結果顯示, T1作為山崩堆積體的底部邊界, 可以清楚地反映出該剖面上堆積體的厚度變化特點, 即西部厚度較小, 約30 m左右; 中部厚度起伏變化, 最淺處為50 m; 東部厚度變深,約80 m左右(見圖4中的地質解釋剖面)。圖5中的地震剖面II-II'近南北向布設于山崩堆積體的東緣(圖2), 即堰塞湖的西岸。結果表明, 堆積體北部平均厚度為80～100 m, 最大厚度達120 m, 南部僅10～30 m厚(見圖5中的地質解釋剖面)。顯然, 山崩體的下墊面是起伏不平的, 表現為自西而東埋深逐漸變深, 自南而北也逐漸變深, 反映了原始溝谷地貌向溝峪中心和溝外傾斜的特征。

2 山崩成因機理與演化過程

2.1 山崩與巖體結構面的關系

圖4 山崩體近東西向淺層地震剖面和地質解釋圖Fig. 4 Nearly EW-trending shallow seismic profile and geological explanation of the Cuihua rock avalanche

圖5 山崩體南北向的淺層地震剖面和地質解釋圖Fig. 5 Nearly NS-trending shallow seismic profile and geological explanation of the Cuihua rock avalanche

如果巖體是完整和堅硬的, 崩塌滑坡就不容易發生。然而, 巖體若發育節理、裂隙和軟弱層帶等先存結構面, 在地震動力作用下, 邊坡巖體極易失穩, 產生崩塌滑坡(祁生文等, 2004; Qi et al., 2011)。實地調查統計表明, 在翠華山花崗巖體中存在多組節理, 其中有三組是最主要的, 分別命名為J1、J2和J3(圖6)。J1傾向東70°～85°, 傾角60°左右, 與山崩后壁產狀一致; J2傾向250°, 傾角80°～90°, 它幾乎垂直于邊坡; J3傾向160°～175°, 傾角70°～85°(圖6)。顯然, 平行于溝峪、傾向東的J1作為山崩的滑動面, 對山崩的發生起著決定性作用;傾向西、平行于邊坡的J2作為邊坡的拉裂面, 利于巖體的分離和崩出; 傾向南的J3在橫向截面上發揮了作用, 對邊坡巖體失穩有著重要影響。

節理裂隙發育的巖體風化作用更強, 長期受日溫差、年溫差、凍融及流水作用影響, 使巖體進一步破碎, 特別是潛在不穩定巖體與母巖間的陡直破裂面不斷擴大貫通, 同時還新生風化卸荷裂隙。翠華山巖體中可見到一組傾向東、傾角近直立的大型卸荷裂隙, 對邊坡的失穩起著推波助瀾的作用。此外, 結構面中的充填物在水的長期作用下發生泥化、軟化或膨脹, 地下水沿結構面運動, 使其摩擦系數減小, 阻力降低, 這些均有利于山崩的形成。

圖6 翠華山花崗巖主要節理組及陡峭的山崩后壁Fig. 6 Main joint sets cutting the granite and forming the steep back scarps

圖7 區域山崩分布圖(平行于秦嶺山麓, 距北緣斷裂帶3～8 km區帶內)Fig. 7 EW-striking rock avalanches with zonal distribution basically parallel to the Qinling piedmont fault in a buffer zone of 3～8 km

2.2 山崩與地震的關系

翠華山山崩不是孤立的地質災害事件, 僅翠華山山崩所在的太乙峪, 就分布著另外兩個山崩體,其中甘湫池山崩體體積達1. 6×107m3, 也屬于超大型崩塌體, 它們是同期形成的。此外, 在約38 km長的秦嶺北坡帶內, 從東邊的大峪到西邊的太平峪,也都發現一些大型巖崩(圖7)。現場調查表明, 這些巖石崩塌體呈東西向帶狀分布, 位于秦嶺北緣斷層的下盤, 距山前斷層3～8 km, 與斷層的活動有關。在太乙溝西15 km的石腦溝, 山崩體規模大, 山崩落差約為300 m, 堆積體從南到北長約1200 m, 從東到西寬約200 m, 估計總體積約3×107m3(圖版Ⅰ-7), 最大的塊石直徑10余m(圖版Ⅰ-8)。規模小一些的山崩體在大峪溝(圖版Ⅰ-9)、小峪溝以及太平峪、紫閣峪和構峪中均可見及(圖7)。地震滑坡、崩塌的分布不僅受巖性的控制, 而且與斷裂構造有密切的關系(張永雙等, 2008; 董樹文等, 2009)。秦嶺北緣呈帶狀集中分布的大規模山崩無疑是同一次重大地質事件的產物, 它應當是一次特大地震次生的山崩災害群, 而且該次地震的震中可能位于山崩集中發育的區帶范圍內, 發震斷層很可能是秦嶺北緣大斷裂。

圖8 紫閣峪秦嶺北緣斷層古地震剖面Fig. 8 A palaeo-seismological section at Zige gully near the Qinling piedmont fault

圖9 澇峪河河漫灘秦嶺北緣斷層露頭(A)及剖面(B)Fig. 9 A palaeo-seismological section(A) and fault (B) at Laoyu valley near the Qinling piedmont fault

大型山崩群發事件記錄了第四紀斷層和地震活動, 這些都與秦嶺北緣斷裂帶的活動有關。最近發現的一些新證據進一步支持了與山崩相關的斷裂活動及古地震的相關性。如圖8所示, 紫閣峪溝內秦嶺北緣斷裂帶錯斷混合著一些陶器碎片的全新世晚期洪積、沖積沉積物。14C測年確定, 被錯斷80 cm的沉積物的年代距今約6400年(據謝新生, 2009)。另外, 在西澇峪河出山處, 秦嶺北緣斷裂的正斷活動將上盤河流礫石層推起成直立狀, 其下盤晚古生代片麻巖擠壓破碎呈片理化狀(圖9)。這兩處斷層活動年代都很新, 可能同為一期古地震事件, 可能與翠華山山崩事件相呼應。

根據史書記載, 公元前109年, 漢代的漢武帝在翠華山堰塞湖附近建了一座王宮, 以祭祀太乙神。這表明, 堰塞湖已至少持續了2120年; 謝新生等(1991)曾對生長在山崩體后壁斷崖上的地衣(橙色或紅色色素青苔)進行了測年, 確定巖崩的年齡大約近3000年; 吳成基(2009)曾在崩塌塊石夾縫中收集土樣進行碳測年, 推斷山崩發生至少在2400年之前。這幾組年代數據都逼近一個事實, 即翠華山山崩的時代接近3000年。

那個時代發生的最重要地震記錄在《國語?周語》中, 周幽王二年即公元前780年, “西周三川皆震。是歲也, 三川竭, 岐山崩”。地震導致涇河、渭河和洛河干涸和高山高原崩塌, 特別是周王朝起家的圣山—岐山也山崩了, 動搖了周王朝的信念根基。那時的國都鎬京位于今西安市西南12 km的灃河兩岸, 距翠華山20 km左右, 距可能的發震斷層秦嶺北緣斷裂帶僅15 km左右。毫無疑問, 這次大震對鎬京的破壞是巨大的, 或許是毀滅性的, 從而大大加速了西周王朝的滅亡, 不久后新建的東周王朝也不得不將都城東遷至洛陽。基于上述分析我們認為, 翠華山及其周圍地區的花崗巖山崩應是距今2794年那次大地震的山崩之一, 是大地震伴生的次生地質災害。

2.3 山崩的地質演化過程

圖10概化了翠華山山崩的地質演化過程, 它大致經歷了四個階段: ①山崩萌生階段。由于秦嶺北緣大斷裂的中段(周至馬召—長安大峪口)強烈活動, 使山地險峰迭起, 太乙峪強烈下切, 兩側山體上升, 發育了V字形河谷。在此過程中, 花崗巖逐漸產生了大量的節理裂隙, 特別是走向南北、傾向東、傾角60°左右的那一組節理最為關鍵, 它不斷地切割、分離著邊坡巖體, 加之外力地質作用如晝夜溫差、降水等產生的物理風化、化學風化作用和生物的根劈作用, 不但使構造裂隙加寬、加深, 而且還產生了大量的風化裂隙, 使原巖結構構造發生變化, 巖體完整性和穩定性逐漸被破壞, 最終形成了高達300余m的基巖臨空面, 為山崩的孕育形成提供有利的構造地貌條件(圖10A); ②山崩啟動階段。本來已岌岌可危的高陡邊坡巖體在地震動力觸發下,巖體中結構面(節理)開始出現應力集中, 結構面產生塑性變形并逐漸分開, 巖體開始從坡體中分離,向東—東北方向整體快速崩落和剪出(圖10B); ③運移加速階段。勢能轉化成動能后, 巨大的塊狀巖石流自SWW向NEE滾動并彈出約數百米, 使剪出塊體后緣部分碰撞崩開的巨石相互交錯疊置, 翻滾碎裂, 形成大型空洞, 組成壯觀的“石林”地貌, 塊體前緣部分振動分解成較小塊體繼續向前“傾瀉”,以高速碰撞、分解、滾動、壓砸、摩擦剪切等動力形式向前運動; ④減速堆積階段。經過一段相對短的傳輸距離后, 由于地震波能量的衰減, 巖塊的運動速度逐漸降低, 崩塌體運移約1000 m后受阻于對岸陡壁, 堆積在北部河谷中堵塞河道, 形成高位堰塞湖——天池, 另一部分轉向北北西方向, 延伸壩面數百米。

3 山崩地質遺跡特征與景觀價值

花崗巖地質遺跡是重要的地貌景觀(陳安澤, 2007), 翠華山花崗巖山崩地質遺跡由山崩斷崖、崩積物石海和堰塞湖組合而成, 不僅是一處具有很高科學研究價值的天然地質博物館, 更具有災害地質遺跡難得的典型景觀價值。

圖10 翠華山山崩形成過程模式圖Fig. 10 The failure process of the Cuihua rock avalanche

翠華山最壯觀的地質遺跡是山崩斷崖, 它是山崩體和母巖間的分界面, 也是山崩體的滑移面, 現今為山崩體的高陡后壁, 其壁面光滑, 巖面可見滑動鏡面和擦痕。崩塌壁坡度60°左右, 相對高差約200 m, 它是崩塌體受地震力作用后垂直陷落的距離。山崩斷崖屹立于石海之上, 十分壯觀(圖版Ⅰ-10); 殘留的脊峰高聳入云, 太乙真人遠眺東方(圖版Ⅰ-11), 游人每每揮汗登臨, 留連忘返。

翠華山最奇特的地質遺跡是山崩石海, 大小不同、形態各異的崩塌塊石堆積在山谷, 形成了燦爛的石海。崩石的自然形狀千變萬化, 天然藝術造型石體眾多, 有的像駱駝, 有的像玉兔, 有的像仙鴿,有的如神龜, 有的仙風道骨, 惟妙惟肖; 天然洞穴奇妙無窮, 空間變幻跌宕起伏, 猶如迷宮, 盡顯自然造景之奧妙(見圖版Ⅰ-11, 12, 13, 14), 豐富的藝術石塊具有極大的觀賞價值和審美想象, 常使游人深陷其境, 遐思無限。

翠華山最美妙的地質遺跡是天池, 天池周圍蒼山環抱, 花崗巖峰巒挺拔, 湖水微波蕩漾, 成為秦嶺山峰上惟一的高山明珠(圖版Ⅰ-15)。遺跡區內湖光、石海、斷崖渾然一體, 風景秀麗如畫, 奇、險、特、野的風格盡在其中, 旅游景觀價值巨大。翠華山被譽為世界山崩奇跡, 并且在歷史上很長一段時間曾經是“皇家花園”, 現在它是西安最著名的觀光勝地之一, 每年大約有30多萬游客和研究人員造訪這里。翠華山地質遺跡把城市、山村、公園聯系起來, 古老和現代文明在這一片神奇的土地上傳承和延伸。對于中國和世界, 翠華山是地質災害遺跡的開發和保護一個典型范例, 進一步研究其科學價值, 挖掘其景觀價值都將提升翠華山旅游資源的格局和層次, 豐富我國地質遺跡研究內容, 創造世界旅游的新品牌都有重要意義。

4 討論與結論

翠華山地質遺跡研究文獻已有多篇, 本文的重要成果主要有如下幾點:

(1)通過地質調查, 發現沿著翠華山所在的秦嶺北緣山體中發育一個長38 km左右的花崗巖山崩帶,它們是同一次地質事件中群發的, 翠華山山崩是其中最奇妙、保存最完整的山崩地質遺跡。

(2)通過淺層地震勘探, 確認山崩體的最大厚度約120 m, 平均厚度60～80 m, 體積約1.8×107m3,由此可恢復山崩體下墊面即原始地貌的形態。

(3)通過地質測量和對堆積分區、塊石粒徑大小及分布、主要軸向的統計分析, 確認這是一個一次崩塌就位的大型山崩, 其序列完整, 演化過程清晰。

(4)山崩的形成與距今2900年左右的古西周都城的消亡屬同一時期的重大地震災害事件, 山崩體上的地衣測年、秦嶺北緣斷裂帶活動性年代測定、歷史地震記錄和西周都城的消亡歷史都同步支持了這一論斷。

(5)山崩地質過程包括孕育萌生、啟動、加速、減速堆積等四個階段, 具有高速和長距離性。

致謝: 感謝中國地震局地殼應力研究所謝新生研究員、陜西省地震局馮希杰研究員為活斷層和山崩帶的考察研究提供的大力支持和幫助; 感謝翠華山地質公園王少華、楊廣虎先生以及西安市國土局劉鐵銘博士、張東薇提供的野外調查支持; 感謝長安大學彭建兵教授、楊志華教授的指導; 感謝長安大學王飛永、薛守中、孟舒然等協助繪圖。

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圖版說明

圖版I Plate I

1-崩石墜裂; 2-崩石碎裂; 3-崩石摔裂; 4-風洞; 5-幽幽谷;

6-塊石架空; 7-石腦溝山崩體; 8-石腦溝山崩巨石; 9-大峪山崩;

10-翠華峰(山崩后壁); 11-太乙真人(崩塌殘壁); 12-雄雞鳴曉;

13-仰天巨蟾; 14-石獅; 15-堰塞湖——天池

1-falling crack of collapse stones; 2-cataclasm of collapse stones;

3-cast crack of collapse stones; 4-wind cave; 5-faint valley;

6-superterranean blocks; 7-Shinao gully rock avalanche;

8-Shinao gully huge boulders; 9-Dayu gully rock avalanche;

10-Cuihua Peak (steep back scarps); 11-an immortal named Taiyi;

12-rooster crowing; 13-a toad looks up at the sky;

14-sleeping lion; 15-dammed lake: Tianchi

Characteristics, Genetic Mechanism and Landscape Value of the Rock Avalanche in Cuihua Mountain Area, Shannxi Province

Lü Yan1,2), DONG Ying3), ZHANG Mao-sheng4), YANG Jian-ping5), LI Ya-zhe6)
1) School of Earth Science and Resources, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710054;
2) Key Laboratory of Western Mineral Resources and Geological Engineering Ministry of Education, Xi’an, Shaanxi 710054;
3) China Academy of Environmental Monitoring, Beijing 100081;
4) Xi’an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi’an, Shaanxi 710054;
5) Management Office of QinlingZhongnanshan Global Geopark, Xi’an, Shaanxi 710016;
6) School of Geological Engineering and Geomatics, Chang’an University, Xi’an, Shaanxi 710054

Xi’an is one of the oldest cities in China and has a civilization history of more than 3000 years. Recently, several large-scale rock avalanches have been found in peaks of the Qinling Mountains on the southern side of this city, and these rock avalanches might have a history as long as the city’s civilization. Among them, the Cuihua rock avalanche (CRA) located 30 kilometers to the south of Xi’an City is the most typical one, which, with characteristics of large scale, magnificent scene and good preservation, is called geological museum or miracle scenery of rock avalanche in China. Based on field investigation and geophysical prospecting, the authors studied such features of this rock avalanche as its geomorphology, volume, age, genetic mechanism and dynamics process. The results indicate that the volume of the rock avalanche is up to 1.8×107m3and its age is about 2900 years, suggesting that it resulted from the earthquake of 780 BC. The results of numerical simulation show that the whole failure process included four stages of starting up, accelerating, decelerating and accumulating; furthermore, the rock avalanche has some features of high speed and long distance. The study of the Cuihua rock avalanche has special importance for geological heritage protection, landslide research and tourism resources development.

圖版 I Plate I

P588.121; P542.3

A

10.3975/cagsb.2015.02.11

www.cagsbulletin.com www.地球學報.com

本文由國家基礎研究計劃(“973”)項目(編號: 2014CB744702)和國土資源部地質礦產調查評價專項(編號: 1212011120001; 1212011140026)聯合資助。

2014-06-09; 改回日期: 2014-07-07。責任編輯: 閆立娟。

呂艷, 女, 1975年生。博士研究生, 講師。主要從事地質遺跡、花崗巖類景觀、景區地質環境等方面的教學和研究工作。通訊地址: 710054, 陜西省西安市雁塔區雁塔路南段126號。E-mail: lvyan@chd.edu.cn。