河南省新县地质灾害形成与地质背景的关系

李玉璞　周雷强　方庆银

(1.河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院；2.河南省核工业地质局)



河南省新县地质灾害形成与地质背景的关系

李玉璞1周雷强1方庆银2

(1.河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院；2.河南省核工业地质局)

摘要新县位于河南省南部大别山腹地，山地丘陵面积占99%，山高坡陡，是崩塌、滑坡、不稳定斜坡和泥石流等地质灾害高易发区。在对区内地质灾害分布及发育特征详细分析的基础上，分别讨论了地质灾害与气象、水文、地形地貌、地层岩石、地质构造、水文地质以及工程地质条件的关系，并就县域境内地质灾害的特点进行了总结，为区内地质灾害形成机理研究及地质灾害防治提供参考。

关键词地质灾害分布特征发育特征地形地貌地质构造地质背景

河南新县面积1 612 km2，山峦起伏，山地占71%，丘陵占28%，最高峰黄毛尖1 011 m，相对高差200～500 m，局部950 m。境内矿产资源丰富，先后进行了1∶20万地质调查和部分1∶5万地矿调查，近10多a间对新县地质灾害分布进行了初步调查，编制了《新县地质灾害防治与矿山地质环境治理保护规划(2009—2020年)》，特别是为贯彻国家平安建设需要，于2011—2013年对新县进行了1∶5万地质灾害详细调查工作，为有序利用资源、防治地质灾害提供了丰富的参考资料。根据野外调查确认，新县地质灾害的形成和分布与地质背景密切相关，诱发因素主要是人类工程经济活动(开挖、爆破等)形成的高临空面。在久雨、暴雨的作用下，坡角大于30°的强风化、节理发育的片岩、片麻岩和花岗岩斜坡极易发生崩塌、滑坡等地质灾害。为进一步指导区内地质灾害防治工作，有必要对区内地质灾害的分布和发育特征以及地质灾害的形成与地质背景的关系进行详细分析。

1地质灾害分布与发育特征

新县为山地丘陵区，峰高谷深，沟壑纵横，暴雨多，诱发各种不良地质现象的自然和人为因素明显、时空分布不均。境内地质灾害主要有滑坡、崩塌、不稳定斜坡、泥石流等4类，主要分布于山高坡陡、沟溪交叉和人口集居、交通干线沿线、开挖建房等地区，20世纪80年代—2013年，全县已发生主要地质灾害37起，造成12人死亡，13人受伤，属地质灾害高易发区。目前，境内仍存在大量的地质灾害隐患点，其中小型滑坡169处占44%，小型崩塌45处占12%，中小型泥石流5处占1%，小型不稳定斜坡162处占43%。

1.1滑坡

滑坡主要分布于交通干线沿线、人居周边，少量分布于陡坡、沟溪旁，其中岩质滑坡占80%，土质滑坡占20%，主要为牵引式滑坡，滑体平面形态多呈半椭圆形或簸箕形，跨度8～20 m，方量50～300 m3，滑体前缘多呈舌状，滑体后缘多呈弧形或直线型，后壁坡度较大，大多为60°～90°。滑坡方向与自然坡向或开挖坡向基本一致，滑坡坡度多大于自然斜坡面，后壁形成明显的坡度转折棱坎，坎高数米至十数米，后缘常出现小的拉张裂缝。滑坡体侧界上部与后壁特征相近，下部壁面老滑坡侧界不甚清晰，草木覆盖，与边坡面呈渐变过渡，新滑坡侧界岩土体裸露，界面凹凸不平，时有数厘米宽的张性羽裂，滑体前缘时有小的鼓胀台阶。滑坡体岩质滑坡主要由强风化片麻岩或强风化花岗岩组成。土质滑坡主要由风化片麻岩或风化花岗岩残坡积物或冲洪积物组成，厚度多小于5 m，滑坡床为弱风化基岩(片麻岩或花岗岩)，滑坡面主要为强弱风化地层岩石接触面或残坡积层与风化岩石界面，少数受节理裂隙结构面控制。

1.2崩塌

崩塌主要分布于交通干线沿线、城镇乡村切坡建房和采石放炮、陡崖等地段(坡度一般大于70°，坡高10 m以上)，多为岩质崩塌，主要由于区内片麻理、节理构造发育，特别是陡坡垂直节理发育，易发生规模10～100 m3倾倒式或滑移式崩塌(图1)。

图1　苏河乡塘湾倾倒式崩塌剖面示意

泥石流主要分布于人居周边和农田旁，新县境内有1条已处于停歇期沟谷型泥石流沟，四处为人工弃尾矿砂堆积坡面型泥石流隐患点。由于引发泥石流固体的物源方量较大、粒径粗，若遇强降雨、暴雨，因物源松散堆谷坡降大，易形成流速快、破坏力较大的泥石流灾害。

1.4不稳定斜坡

新县为山地丘陵区，倚山建房、依山修路较常见，不稳定斜坡较多，多为小型，除少量为残坡积土质不稳定斜坡外，大部分为强风化岩质(片麻岩、花岗岩)不稳定斜坡。边坡坡高大于10 m，坡角大于60°，坡体裸露、强风化、节理裂隙发育，坡脚开挖建房或有民房、设施，可视为不稳定斜坡，在久雨或暴雨情况下，易发生小型蠕滑或滑坡、崩塌。

2地质灾害的形成与地质背景的关系

2.1与气象、水文条件的关系

新县属亚热带北部大陆性季风气候，四季分明，年平均气温15.2 ℃，降雨量变化明显，年平均降雨量1 294.1 mm，最大降雨量2 136 mm(1954年)，降雨多集中于每年7—9月。新县出现的崩塌、滑坡地质灾害多发生在雨季，泥石流灾害的发生与暴雨有关。新县境内沟壑纵横，溪河密布，流经县域的潢河、白露河、竹竿河、寨河(属淮河支流)、倒水河、举河(属长江支流)河道坡度大，比降0.3%～3.3%，流量变化大，冲蚀、侵蚀明显。

2.2与地形地貌的关系

新县境内发生的滑坡地质灾害多分布于坡高10～20 m、坡角30°～60°的开挖或自然边坡上，崩塌多发生于坡角大于60°的边坡上，泥石流发生于簸箕形沟谷或开挖弃碴堆积地。

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2.3与地层岩石的关系

区内地层主要为古老中深变质岩、古元古界大别岩群、中元古界浒湾岩组、定远岩组和古生界泥盆系南湾组的白云石英片岩、斜长角闪片岩、白云斜长片岩、片麻岩。新生界第四系全新统冲洪积亚砂土、砂砾石分布于沟谷阶地，厚度小于10 m。岩浆岩分布面积约占县域面积的1/5，岩性超基性、基性、中性、酸性均有，燕山期中—酸性花岗岩、石英二长花岗岩、少量石英闪长岩占岩浆岩分布面积的85%以上。新县发生的大多数(70%)崩塌、滑坡等地质灾害分布于强风化老变质岩片岩、片麻岩内，其余地质灾害分布于全风化燕山期花岗岩内。可见，原本稳定性较好的变质岩、花岗岩，由于风化作用而成为区内崩塌、滑坡、不稳定斜坡等地质灾害形成的物质基础。

2.4与地质构造的关系

(1)褶皱构造。县域分布的中深变质岩NWW走向，显示北新南老的单斜层构造。在漫长的地质演化进程中，受淮阳山字型构造和华夏系经向构造的干扰，在新县西侧卡房、南缘田铺、东侧沙窝等地，分别形成了天台山背斜，白马山—西张店向斜，白云山穹窿，规模小，褶皱轴部节理裂隙较发育，与崩塌、滑坡等地质灾害的发生关系不明显。

(2)断裂构造。县域境内断裂构造发育、规模大，区域性桐柏—商城断裂沿新县北缘苏河、吴陈河通过，境内长60多km，为一倾向NE20°～35°、倾角50°～80°的挤压带，糜稜岩化、硅化、绢云绿泥石化明显。NE、NNE向断裂构造发育，长度大于40 km的有：小潢河断裂，产状360°∠58～76°；晏家河—陡山河断裂，产状20°∠67°～75°；八里棚—檀树岗断裂，产状40°∠40°。县域境内发生的崩塌、滑坡等地质灾害的30%与上述断裂构造两侧次生同向或异向节理裂隙的分布关系密切。

2.5与水文地质、工程地质条件的关系

(1)水文地质条件。新县为山地丘陵区，区内地下水的95%为基岩裂隙水，少量为阶地沟谷松散岩类孔隙水。前者富水性受构造节理裂隙发育和分布密度的控制，连通条件差，水力联系呈各向异性，同一岩层中各含水裂隙间水力联系差，无统一的地下水面。在久雨、暴雨时，浅表渗透性较强，易助力崩塌、滑坡等地灾的发生。阶地沟谷分布的冲洪积物厚度小于10 m，赋存的孔隙水对斜坡的稳定性一般不构成威胁。

(2)工程地质条件。由地层岩石分布特征和物理力学性质可知：①坚硬的块状侵入岩岩组(花岗岩、闪长岩、辉长岩及斑岩等)，块状构造，抗压强度133.7～202.0MPa，软化系数0.73～0.80，浅表厚1～25m，多已风化，抗压强度降低；②较坚硬的片麻岩岩组(白云二长片麻岩、角闪斜长片麻岩等)，抗压强度31～52MPa；③较坚硬的片岩岩组(白云石英片岩、二云石英片岩、斜长角闪片岩等)，抗压强度50～60MPa，软化系数0.73，力学性质具各向异性，节理裂隙发育地段，风化严重，较破碎，在降水影响下，易诱发坡体顺层滑动；④沟谷松散岩组，结构疏松，力学强度低，在人类工程活动中易发生小规模的地基不均匀沉降。

2.6与其余地质背景的关系

(1)以壳层差异性升降为主的新构造运动在区内有较显著的反映，主要表现在晚新近纪以来以抬升为主，遭受侵蚀、剥蚀、冲沟深切、多呈V型谷，为后生地质灾害奠定了基础。

(2)新县位于大别山腹地，地震峰值加速度为0.05 g，对应地震基本烈度为Ⅵ度，历史上未发生过大于6级地震，邻区光山县1959年12月14日发生了4.9级地震，新县汪岗东1925年7月25日发生了5级地震，两者对新县有一定的影响，但未造成严重损失。

(3)县域境内人类工程经济活动包括公路建设、矿业开发、水利建设、劈山建房、铁路高速等，境内90%以上的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生、发展都与人类工程经济活动有关。

3讨论

新县地质灾害现状特点：①地质灾害种类较全，其中主要为滑坡、不稳定斜坡，占86.9%，次为崩塌、泥石流，占13.1%，偶在滑坡周边有小的牵引地裂缝；②地质灾害主要分布于人口集中的城镇及交通干道沿线等人类工程经济活动强烈的地区，极少数分布于高陡山地边坡或河流陡岸；③地质灾害规模小、频数高、分布面广、危害中等；④地质灾害物质组成，岩质占85%，土质占13%，岩土质占2%；⑤90%以上的地质灾害发生在每年7—9月；⑥90%的地质灾害(崩塌、滑坡)与人类工程经济活动(开挖、爆破等)的地区直接相关。

新县地质灾害与地质背景的关系呈多样性、多元化特征。境内地质灾害的发生、发展和潜在的地质灾害与地质背景的关系中，起稳定作用的是边坡坡度(坡度小于30°为稳定区，坡度30°～60°易发生滑坡灾害，坡度大于60°易发生崩塌、滑坡等地质灾害)；起润滑剂作用的是降雨(7—9月雨季，大于100 mm的暴雨，易发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害)；起抗滑作用的是基岩风化、破裂程度(强风化、全风化片岩、片麻岩和花岗岩，2组以上构造节理裂隙发育、交叉，易助力崩塌、滑坡等地质灾害的发生)；其他地质背景起助推作用。

(收稿日期2015-09-16)

李玉璞(1965—)，女，高级工程师，464000 河南省信阳市东方红大道527号。