青藏高原東緣活動斷裂地質災害效應研究

張永雙, 郭長寶, 姚 鑫, 楊志華, 吳瑞安, 杜國梁

中國地質科學院地質力學研究所, 國土資源部新構造運動與地質災害重點實驗室, 北京 100081

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青藏高原東緣活動斷裂地質災害效應研究

張永雙, 郭長寶, 姚 鑫, 楊志華, 吳瑞安, 杜國梁

中國地質科學院地質力學研究所, 國土資源部新構造運動與地質災害重點實驗室, 北京 100081

摘 要:活動斷裂的地質災害效應是工程地質與地質災害領域研究的重要內容。本文以第四紀以來構造活動最強烈的青藏高原東緣為例, 闡述了活動斷裂地質災害效應的主要表現形式, 包括: (1)活動斷裂對地形地貌和巖體結構的影響; (2)斷裂劇烈活動(地震)誘發地質災害; (3)斷裂蠕滑作用對斜坡應力場和穩定性的影響; (4)斷裂活動是地質災害鏈的源頭, 為地質災害提供物源。上述表現形式及災害成因機理和分布規律是活動構造區地質災害防治中需要關注的關鍵問題。根據青藏高原東緣典型地質災害案例研究提出, 內外動力耦合作用成災機理是未來地質災害研究方向, 將為活動構造區地質災害早期識別和防災減災提供理論依據。

關鍵詞:活動斷裂; 地質災害; 內外動力耦合; 地震滑坡; 青藏高原東緣

本文由國家科技部基礎性工作專項(編號: 2011FY110100-2)、中國地質調查局地質調查項目(編號: 1212010914025)和國家自然科學基金項目(編號: 41072269)聯合資助。

斷裂活動不僅可直接錯斷工程建(構)筑物, 還可促進或誘發崩塌、滑坡、碎屑流等地質災害?；顒訑嗔雅c地質災害的相關性研究是現代構造地質學和現代工程地質學發展的新趨勢(彭建兵, 2006)。青藏高原作為地球上一個獨特的自然地域單元, 在晚新生代以來的強烈隆升及其對周邊地區氣候與地質環境的深刻影響, 一直為科學界所矚目。特別是,青藏高原東緣作為中國東、西部地質地貌過渡帶,現今構造活動強烈, 地震頻發且強度大, 地質災害的形成條件復雜, 滑坡泥石流頻發, 防災減災形勢嚴峻。

盡管人們普遍贊同構造活動是地質災害形成過程中非常重要的地質作用, 但是由于除了地震之外的斷裂構造活動不易觀察到, 大多只能根據經驗進行判斷和定性研究。而且, 非地震狀態下活動斷裂對地質災害的影響仍未受到重視。2008年四川汶川MS8.0級地震之后, 由于地震地表破裂和山體滑坡、碎屑流極其發育, 進一步促進了地質災害與活動斷裂之間關系的研究。黃潤秋和李為樂(2009)認為, 汶川地震地質災害的空間分布固然受地形地貌、地層巖性和人類工程活動等因素的影響, 但主要還是受發震斷層的控制, 絕大多數大型滑坡緊鄰斷裂上盤發育, 而且斷裂錯斷方式對滑坡滑動方向具有較大影響。在國內外著名的地震誘發滑坡實例中, 均發現地震滑坡的發育特征具有明顯的坡向效應(Ashford and Sitar, 1997; 許強和李為樂, 2010)。

除了國內外報道的與地震有關的崩塌滑坡災害外, 與活動斷裂帶有關的地質災害案例不勝枚舉,例如: 2010年7月18日, 在陜西安康市一個以斷裂為側邊界的大型滑坡, 導致29人死亡和大量建筑物損壞。2000年4月9日, 西藏波密縣易貢藏布河扎木弄溝發生巨型高速滑坡, 形成高54 m、體積約300×106m3的堰塞壩(殷躍平, 2000), 隨即淹沒了上游約7 km范圍內的農田、茶園和廠礦等, 并造成交通中斷。后經研究證實, 易貢滑坡與易貢藏布—帕隆藏布斷裂帶有關(Xu et al., 2012)。在四川省道孚縣至爐霍縣一帶, 沿鮮水河斷裂帶發育一系列大-中型滑坡, 它們有的是歷史地震造成的老滑坡, 在斷裂蠕滑作用下產生復活并轉化為泥石流, 幾乎每年都有導致公路中斷、阻斷河道的事件發生。國外比較著名的圣安德烈斯斷裂及其誘發地質災害是眾所周知的(Scheingross et al., 2013)。可以看出, 活動斷裂的地質災害效應不僅體現在斷裂劇烈活動產生的地震地質災害, 活動斷裂在長期演化過程中對地形地貌、巖體結構、斜坡結構以及局部地應力條件的影響等, 都是活動斷裂地質災害效應的研究范疇。因此, 無論從區域活動構造控震角度, 還是從局地斜坡帶活動斷裂控滑角度分析, 活動斷裂對群發地質災害的誘發作用均不容忽視。

本文結合作者多年來對青藏高原東緣活動構造、地震地質和地質災害的研究積累, 闡述青藏高原東緣活動斷裂地質災害效應的主要表現形式、災害成因機理和分布規律等, 對于活動構造區地質災害早期識別和防災減災具有重要的指導意義。

1 區域地質構造背景

青藏高原東緣是典型的高山峽谷地區, 崇山峻嶺、峽谷縱橫, 地形起伏度一般在1 000 m/km2以上,最大可達1 600 m/km2。海拔從不到500 m迅速上升到4 000 m以上, 形成一個巨大的地形陡變帶(圖1)。

青藏高原東緣地層巖性的分布受地質構造控制比較明顯, 地層走向與區域性斷裂走向基本一致。青藏高原東緣也是“南北地震帶”的重要組成部分(徐錫偉等, 2005; 王雙緒等, 2005; 張岳橋等, 2008), 帶內的條-塊結構清楚、南北分段明顯, 地震分布與活動構造密切相關。地震常誘發滑坡等地質災害, 尤其是強烈地震往往造成分布廣、密度大、規模大的地震滑坡。在眾多與地質災害密切相關的活動斷裂帶中, 尤以逆沖型為主的龍門山斷裂帶、走滑型的鮮水河斷裂帶和逆沖兼走滑型的安寧河斷裂帶最為典型, 它們都屬于區域性的地塊邊界斷裂帶(圖1)。

上述陡峻的地形、強烈的河流深切作用、活躍的構造活動以及受構造控制而結構軟弱的巖性條件,造成青藏高原東緣成為內外動力地質作用都非常強烈的地區, 地質環境十分脆弱。

2 活動斷裂帶地質災害的一般特征

2.1活動斷裂對地形地貌的控制作用

野外調查和研究表明, 活動斷裂帶大型地質災害的發育主要受控于特殊的地形地貌、山體結構以及斷裂強烈活動的動力特征等方面, 常形成完整的斷裂活動-差異性隆升-風化剝蝕(滑坡)的演化序列。活動斷裂的發育為地質塊體的快速差異性隆升奠定了基礎, 造成河流深切, 為地質災害產生有利條件(彭建兵, 2006; 馮向陽, 2007; Avouac, 2008)。強烈的新構造活動形成了高山峽谷地貌, 相對高差大,容易積累勢能, 有利于大型滑坡尤其是高速遠程滑坡的發生(圖2)。高速遠程滑坡啟動后, 作為遠程飛行重要條件的氣墊效應受到峽谷地貌圈閉作用的控制。汶川地震形成的若干高速遠程滑坡, 如牛圈溝滑坡、謝家店子滑坡、文家溝滑坡、東河口滑坡等,都存在峽谷圈閉而產生的氣墊效應。

Hovius和Meunier(2012)采用中國四川汶川和臺灣Chi-Chi(集集)、日本Niigata(新瀉)、西班牙Finisterre、美國Northridge等地的實例, 分析總結了地形對地質災害的貢獻, 并指出, 活動斷裂造成的山體隆升, 主要由崩塌、滑坡或剝蝕作用進行平衡、協調。這些例子有著共同的地貌特征: 在滑坡最大密度區中地震滑坡是最多的; 在山脊和其它凸出地形, 常誘發滑坡群集體出現(Parker et al., 2011)。并且, 滑動速度可以在地震發生多年后仍舊維持在高位。持續的滑動加上地震引起的侵蝕量, 降低或消除了地震引起的表面隆起。例如, 1950喜馬拉雅山阿薩姆(中國察隅)M8.6級地震引發的山體滑坡體積約47 km3(Mathur, 1953), 1935在巴布亞新幾內亞托里切利山M7.9地震造成的山體滑坡導致地表平均降低74～400 mm, 這反映了在地震質量平衡作用下引起侵蝕的潛在重要性(Keefer, 1999), 這樣的體積估算可以與地震有關的地表位移約束匹配。

2.2活動斷裂帶滑坡的一般特征

斷裂帶內斜坡的巖體結構通常比較復雜, 表現為結構面密集發育、類型多樣, 使活動斷裂帶及其附近一定范圍內斜坡的完整性大大降低, 巖體破碎程度高、巖土體力學性質差, 由此導致大型滑坡容易發生, 且穩定性較差。現以滑坡為例, 管窺活動斷裂帶地質災害的一般特征:

(1)沿斷裂帶成群成帶分布

圖1　青藏高原東部活動構造與地質災害分布略圖(據徐錫偉等, 2005; 張岳橋等, 2008; 張永雙等, 2013)Fig. 1 Major active structures and corresponding geohazards in the eastern margin of the Tibetan Plateau (after XU et al., 2005; ZHANG et al., 2008; ZHANG et al., 2013)

圖2　斷裂—隆升—剝蝕(滑坡)的更迭示意圖Fig. 2 Schematic change of fault–uplift–denudation (rockslide)

活動斷裂對地質災害的形成和分布具有直接的控制作用。斷裂帶通常是破碎和易風化的部位,為滑坡的形成創造了有利條件。如在映秀鎮蓮花心溝上游斜坡, 龍門山中央斷裂通過處, 彭灌雜巖的風化帶厚度可達40 m以上, 而斷裂帶之外一般僅為5～10 m。

圖3　2008年汶川MS8.0地震誘發大型滑坡分布圖Fig. 3 Huge landslide distribution induced by 2008 MS8.0 Wenchuan earthquake

在斷裂帶交匯處或斷裂方向發生變化地段, 如安寧河斷裂與南河斷裂交匯處、安寧河斷裂與則木河斷裂交匯處、則木河斷裂與小江斷裂交匯處等部位, 地質災害密集發育。這與黃潤秋和李為樂(2009)提出的鎖固段效應是一致的。

(2)一坡到頂和高位特征

斷裂帶在控制陡峻地形的同時, 也為地形放大和動力放大效應奠定了基礎(Ashford and Sitar, 1997; Sepúlveda et al., 2005; Peng et al., 2009), 其本質是應力與地形的耦合作用。地震動的地形放大效應導致地震滑坡異常密集的現象在國內外地震中很普遍(Hartzell et al., 1994; Murphy, 2006; Peng et al., 2009;黃潤秋和李為樂, 2009; 王濤等, 2015); 在非地震狀態下, 沿斷裂帶斜坡發生滑坡時, 不管滑坡的滑動方向與斷裂走向平行或垂直, 斷裂帶滑坡都會表現出一坡到頂和高位發生的特征。在斷裂持續活動狀態下, 滑坡往往還會出現多次活動。

(3)后緣推擠型滑坡特征

中國西南山區強震觸發的滑坡, 按照運動方式可分為推移式、牽引式、溜滑式、崩塌式滑坡4種類型(周本剛和張裕明, 1994)。其中“推移式”是活動斷裂帶滑坡的突出特點。當斷裂帶從軟弱巖體斜坡中部通過時, 在斷裂和降水聯合作用下, 易出現推移式滑坡, 即滑坡從斷裂處啟動, 而不表現為前端啟動的牽引式。后緣推擠型滑坡在其它地區的活動斷裂帶也比較常見(辛鵬等, 2013), 其與降雨型滑坡通常表現為牽引特征具有明顯的區別。

3 斷裂劇烈活動(地震)誘發大型滑坡的主要特征

沿活動斷裂發生的強烈地震不僅會形成連續分布的地表破裂帶(董樹文等, 2008), 也使震前不存在滑坡隱患的山體成為災害敏感區, 在降雨作用下發生滑坡或泥石流。一些不穩定的山體也可能受地震影響直接形成滑坡, 汶川地震災區就有許多此類實例。

3.1分布特征

以龍門山斷裂帶為例, 汶川地震誘發大型-特大型滑坡數百處, 在汶川、什邡、綿竹、安縣、北川和青川等地最為發育(圖3), 其中70%以上的大型滑坡密布于中央斷裂帶附近。統計結果表明(許強和李為樂, 2010), 在距發震斷裂約3 km范圍內, 大型高速滑坡達94個, 超過大型滑坡總數的50%, 說明距發震斷裂越近, 滑坡密度越大, 滑坡規模也越大。

當然, 走滑型地震誘發的滑坡分布范圍與逆沖型地震相比, 前者比后者要窄得多, 這可以從爐霍地震(走滑型)、玉樹地震(走滑型)和汶川地震(逆沖型)誘發滑坡的分布范圍看出來(圖4, 圖5)。

圖4　汶川地震大型滑坡沿龍門山斷裂帶分布統計Fig. 4 Distribution of huge landslides induced by Wenchuan earthquake along Longmenshan fault

圖5　爐霍地震地質災害沿鮮水河斷裂分布統計Fig. 5 Distribution of geohazards induced by Luhuo earthquake along Xianshuihe fault

3.2 形態特征

調查表明, 活動斷裂所在的斜坡發生地震滑坡后, 斜坡上部多出現平臺(圖6)。這是由于逆沖斷裂上盤物質被拋射后形成的平緩臺面。當斷裂上盤伴生同傾向的次級斷裂或斜坡為層狀反向坡時, 也可出現2級或多級平臺(張永雙等, 2009)。地震滑坡平臺多由下方的基巖和堆積物聯合構成, 其形成過程一般為: 沖擊力首先造成斷裂帶淺部松散物質拋射,然后斜坡上方的松散巖體在重力作用下產生崩塌,崩塌的物質堆積于滑坡壁與平臺后緣之間。

我們近期在安寧河斷裂帶開展地質調查時發現, 古地震滑坡也存在沿斷裂帶呈線狀分布和高速遠程的特征。例如, 位于冕寧縣漫水灣鎮的漫水灣滑坡, 體積約(2.0～2.5)×108m3, 滑動距離達3.5～4.0 km(圖7a)。安寧河斷裂從滑體中部通過, 具有地震高速遠程滑坡的一般特點, 其啟程區位于安寧河斷裂上盤, 斷裂突然錯動造成斷裂兩側的節理化花崗巖快速解體, 滑體物質向安寧河方向運動,具有規模大、剪出口高、高速遠程等特點, 并引起安寧河堰塞。再如, 在喜德縣中壩村西側, 沿安寧河斷裂發育大型古滑坡群, 主體滑動方向朝東, 與安寧河斷裂走向近于垂直(圖7b)。

3.3斷裂活動方式與地震滑坡的力學行為

從地質構造控制論的角度, 以往人們在研究活動斷裂與地質災害關系時, 已經注意到了I級結構面的宏觀作用, 在研究滑坡成因時關注的是IV級或V級結構面(祁生文等, 2004), 而關于II級或III級結構面對滑坡形成機理的影響如何進行分析還比較模糊, 也未形成統一的認識, 這正是研究活動斷裂與地質災害關系的關鍵之所在(伍法權和祁生文, 2014)。

根據汶川地震滑坡調查和分析認為, 地震作用常沿地震斷裂產生很強的沖擊力(張永雙等, 2011; 王煥等, 2015), 造成斷裂帶及上盤斜坡破碎巖體產生拋擲(圖8a)。地震滑坡拋擲量與地震動力、斜坡風化卸荷程度及其形成的松散巖土體有很大的關系, Huang等(2009)提出的地震誘發大型滑坡的模式, 也有力地支持這一觀點。沖擊力可用式(1)表示:

式中:Iσ為沖擊力,Tσ為滑坡壁巖體抗拉強度,Gσ為重力沿滑壁的法向分量。

對于5·12汶川MS8.0級地震而言, 通常被拋擲出的滑坡體厚度與斜坡中等風化帶厚度相當。強震誘發滑坡的后緣破裂面與重力式滑坡有明顯的差異,前者表現為斷壁陡立、裂面粗糙呈鋸齒狀、張剪性特征; 而后者的滑坡后壁主要表現為光滑、呈弧形的特點。

圖6　陳家壩太洪村地震滑坡平臺的形成過程Fig. 6 Formation process of earthquake-induced landslide platform in Taihong village, ChenjiabaTown

圖7　安寧河斷裂漫水灣滑坡(a)和中壩村一帶古滑坡(b)發育特征Fig. 7 Characteristics of Manshuiwan landslide (a) and old landslides near Zhongba village (b) along Anninghe fault

對于4·20蘆山MS7.0級地震而言, 地震沖擊力遠比汶川地震小(圖8b), 或者說并未充分滿足式(1)的條件(Zhang et al., 2013)。根據地震誘發地質災害的調查結果可以看出, 蘆山地震僅造成表層全-強風化帶產生局部失穩, 或者沿節理等結構面控制的楔形體產生崩落。

3.4地震滑坡與碎屑流的鏈生性及分段性

野外調查表明, 地震高速遠程滑坡具有明顯的鏈生性?；聠雍? 通常會在運移過程中發生鏟刮和撞擊作用, 由滑坡轉化為碎屑流(圖9)。在平面上大致可分為5段: 啟動崩滑段、重力加速段、快速氣墊飛行-撞擊段、鏟刮減速碎屑流段、堆積掩埋段(張永雙等, 2009), 汶川地震誘發的滑坡普遍具有類似的分段性和災害鏈特點。

圖8　地震誘發地質災害概念模型圖Fig. 8 Conceptual model of earthquake-induced geo-hazards

4 斷裂蠕滑作用對斜坡穩定性的影響

眾所周知, 并非所有的斷裂都會誘發地震, 斷裂的蠕滑作用對斜坡應力場具有重要的影響, 并制約著地質災害的發育特征。從大尺度來說, 大型斷裂控制了區域構造應力場的分布(謝富仁, 1993); 從小尺度來看, 在褶皺或斷裂構造附近, 應力場常發生變化,形成與區域應力場不一致的局部應力場。斷裂構造對于大型-超大型滑坡的形成與穩定性具有重要的控制作用, 是內外動力耦合作用下形成地質災害的主要表現形式之一(李曉等, 2008; 張永雙等, 2009), 在斷裂構造作用下, 坡體結構更易破壞, 從而產生規模更大、破壞性更強的崩塌和滑坡等地質災害。

4.1斷裂蠕滑作用對斜坡應力場的影響

斷裂活動對斜坡應力場影響的數值模擬結果表明, 斷裂蠕滑作用對斜坡體內應力分布和斜坡體的穩定性有直接的影響(圖10), 主要表現為: 斷層面后緣的塑性區范圍遠大于斷層不活動時的范圍,而且斷層后緣的塑性區大于坡腳位置的塑性區和范圍。逆斷層斜坡的塑性區范圍大于正斷層相同斷錯量的范圍, 也比無斷層斜坡體相對應的范圍大, 這與逆斷活動造成的擠壓作用有關。

斷裂蠕滑作用對斜坡穩定性的影響與斜坡應力場的變化規律是相輔相成的。在青藏高原東緣, 斷裂的蠕滑作用對滑坡和泥石流的控制作用明顯, 特別是當活動斷裂直接穿越滑坡、泥石流等災害體時, 其對地質災害具有直接的控制作用。當斷裂穿越順向坡且斷裂產狀與巖層產狀相反時, 斷裂蠕滑容易引起順向坡上部巖層發生彎折傾倒現象, 并發生失穩。

圖9　謝家店子滑坡分段性特征Fig. 9 Development stages of the Xiejiadianzi landslide

圖10　正斷活動(左)和逆斷活動(右)狀態下斜坡體塑性應變分布圖Fig. 10 Plastic strain distribution of slope body under normal fault active(left) and reverse fault active(right)

圖11　活動斷裂帶蠕滑型滑坡特征Fig. 11 Slow-moving slides along the active faults

4.2斷裂蠕滑活動的斜坡變形響應

近年來, 斷裂蠕滑作用對滑坡的影響得到國內外學者的重視, Scheingross等(2013)采用InSAR監測技術, 在美國加州圣安德烈斯斷裂帶附近獲取了150個以前未識別出來的蠕滑型滑坡, 主要發生在梯度為20%～40%的山坡上, 其中75%的山體滑坡分布在距活動斷裂不到2 km的地帶(圖11a)。這種現象僅用地形, 降水和巖石類型等指標來解釋是遠遠不夠的, 這極可能是圣安德烈斯斷裂導致區域巖體強度降低而加劇山坡失穩的結果。

作者采用2007年1月9日—2011年3月7日的ALOS衛星PALSAR數據, 通過PS-InSAR數據處理方法獲得了鮮水河斷裂帶道孚段的地表變形量,并進行了斷裂活動與蠕滑型滑坡的對比分析。結果表明, 該段斷裂帶附近構造活動產生的LOS變形速率在–3.8～0.19 mm/a之間, 超出這個范圍則反映了滑坡蠕滑造成的變形。在鮮水河支流紐日河左岸斜坡帶高變形PS“點團”反映了一系列滑坡的存在及其活動特征(圖11b)。其中, PS-InSAR觀測到的蠕滑型滑坡主要沿斷裂帶分布, 尤其是在地形中等陡峭、巖體破碎、現今活動跡象明顯的道孚—松林口一帶非常顯著, 體現了活動斷裂的地質災害效應。

圖12　斷裂蠕動誘發克木水電站滑坡示意圖Fig. 12 Sketch map of Kemu hydropower landslide induced by fault slipping

我們還考察了位于爐霍縣仁達鄉南約1 500 m的鮮水河克木電站滑坡(圖12), 該滑坡位于水庫大壩上游1 000 m, 鮮水河斷裂從滑坡前緣通過, 該段斷裂目前左旋走滑速率高達10 mm/a以上, 對滑坡整體產生強烈的牽引作用, 加速了滑坡的整體蠕變滑動。

5 斷裂破碎帶是地質災害鏈的源頭

區域性活動斷裂常控制河谷的形成發育, 并與泥石流主溝呈大角度相交, 成為地質災害鏈的源頭。特別是活動斷裂垂直穿越部分泥石流溝的形成區和流通區時, 造成溝道兩岸巖土體破碎強烈, 易發生崩塌滑坡, 為泥石流提供豐富物源(Zhang et al., 2014)。上述現象在青藏高原東緣也較常見, 例如安寧河斷裂帶沿線的渾水溝泥石流、冷漬溝泥石流、鹽井溝泥石流、勒帕溝泥石流和拖烏泥石流等活動強烈, 危害嚴重。

野外調查表明, 安寧河斷裂帶從冷漬溝穿過(圖13), 斷裂破碎帶寬60～100 m, 其內發育的崩塌滑坡為泥石流提供了豐富的松散物源。泥石流長約1 500 m, 平均寬約100 m, 平均厚約30 m, 體積達450×104m3。冷漬溝在1920—1930年曾發生過大規模的滑坡, 并演變成為碎屑流, 隨后多次暴發泥石流。近年來, 每年雨季都會暴發泥石流, 少則1次,多則5～6次, 位于溝口的公路多次遭受泥石流的沖毀和淤埋。

圖13　冕寧縣冷漬溝泥石流遙感影像圖(底圖引自Google Earth)Fig. 13 Remoting sensing image of Lengzigou debris flow in Mianning County (the base map quoted from Google Earth)

6 結語

活動斷裂帶的地質災害效應是工程地質與地質災害領域研究的重要內容。本文以構造活動最強烈的青藏高原東緣為例, 闡述了活動斷裂地質災害效應的主要表現形式。獲得如下認識:

(1)活動斷裂帶地質災害的發育主要受控于活動斷裂帶特殊的地形地貌、山體結構以及斷裂強烈活動的動力特征等方面?；顒訑嗔褞Щ戮哂醒財嗔褞С蓭С扇悍植?、一坡到頂、高位剪出、呈后緣推擠失穩模式等特征。

(2)不同類型的斷裂發生劇烈活動, 其誘發大型滑坡范圍不同, 以逆沖型地震誘發滑坡分布范圍最大。逆斷層上盤巖土體在地震力作用下被拋射后,常在滑坡上部形成平臺。在地震力的沖擊拋射作用下, 滑體高位剪出形成高速遠程滑坡, 甚至向碎屑流轉化。

(3)斷裂的蠕滑作用通過改變斜坡應力場的分布來影響斜坡穩定性, 斷裂破碎帶易發生滑坡和崩塌, 同時為泥石流發育提供了豐富的物源。

(4)與活動斷裂有關的地質災害廣泛分布。隨著研究的深入, 作者發現當前仍存在許多亟待解決的重要科學問題, 例如: 新構造、活動斷裂、第四紀地質等基礎性研究與地質災害研究有待進一步交叉和融合; 在內外動力地質災害的耦合研究方面, 前期研究比較注重以外動力作用為主的地質災害成災規律, 很少從活動構造角度去研究地質災害鏈, 也缺乏地質災害鏈評價方法; 針對青藏高原東緣強烈侵蝕山區與活動斷裂地質災害效應相關的多因素綜合觀測(崩塌滑坡災害、地應力、微地震、地脈動等)比較薄弱, 地表過程對深部構造活動響應的研究還處于初步探索階段。作為活動斷裂和地質災害最嚴重的區域, 青藏高原東緣存在著許多值得深化研究的問題。

Acknowledgements:

This study was supported by Basic Research Project of Ministry of Science and Technology, China (No. 2011FY110100-2), China Geological Survey (No. 1212010914025), and National Natural Science Foundation of China (No. 41072269).

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Research on the Geohazard Effect of Active Fault on the Eastern Margin of the Tibetan Plateau

ZHANG Yong-shuang, GUO Chang-bao, YAO Xin, YANG Zhi-hua, WU Rui-an, DU Guo-liang Key Laboratory of Neotectonic Movement and Geohazard, Ministry of Land and Resources, Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081

Abstract:The geohazard effect of active fault is one of the important subjects of engineering geology and geohazard research. Exemplified by the east margin of the Tibetan Plateau characterized by the most intense tectonic activities since Quaternary, this paper has presented major manifestations of the geohazard effects of active faults, which include (1) influence of active faults on terrain landforms and rock mass structure, (2) dramatic activities of a certain fault (earthquake) inducing geohazards, (3) influence of fault creep slipping on slope stress field and slope stability, (4) fault activity acting as the source of geohazard chain, which can provide abundant materials for landslides or debris flows. These manifestations, together with the geohazard formation mechanisms and their distribution regularity, are key problems which should be emphasized during geohazard prevention. Based on typical geohazard cases on the eastern margin of the Tibetan Plateau, the authors point out that the coupling mechanism of endogenic and exogenic geological processes is the research direction of geohazards in the future, which can provide important theoretical basis for early recognition and prevention of geohazards in the tectonic active regions.

Key words:active fault; geo-hazard; coupling of endogenic and exogenic process; earthquake-induced landslide; east margin of the Tibetan Plateau

中圖分類號:P546; P694

文獻標志碼:A

doi:10.3975/cagsb.2016.03.03

收稿日期:2015-12-07; 改回日期: 2016-02-20。責任編輯: 張改俠。

第一作者簡介:張永雙, 男, 1968年生。博士, 研究員, 博士生導師。主要從事工程地質與地質災害方面的研究工作。E-mail: zhys100@sohu.com。