张家口市崇礼区地质灾害与岩土体类型的关系

曾文琼

（河北省地矿局第三地质大队，河北 张家口 075000）

摘要：岩土体为地质灾害的活动主体，是各类地质灾害发生、发展的物质基础。地质灾害的孕育、发生和成灾等，都是岩土体的不同活动形式的反映。岩土体结构及构造特征的差异，是引发各类地质灾害的关键因素。在进行灾害预测评价时，必须充分考虑不同岩土体与地质灾害的关系。本文简要分析了张家口市崇礼区地质灾害发育程度与岩土体类型的对应关系。

关键词：地质灾害；岩土体类型；地质环境；张家口市崇礼区

张家口市崇礼区位于河北省西北部，地处内蒙古高原与华北平原过渡地带，是一个典型的山区区。区内风化变质岩组、火成岩组、软弱沉积岩组及残坡积土广泛分布，地质构造复杂，地形切割剧烈，断裂褶皱发育，加之降雨较充沛，这些都是崇礼区地质灾害发生的主要诱发因素，研究区岩土体类型对地质灾害的发生具明显的控制作用。

1、岩土体类型及特征

崇礼区境内出露地层的岩石类型多样，根据岩石的物理力学性质及其完整性、坚硬程度、岩性等，可将其划分为松散岩类、半坚硬岩类和坚硬岩类三个工程地质岩类。依据岩石物理力学性质、岩体结构、胶结程度等特征，可进一步划分出7个工程地质岩组（表1）。

1.1、砂砾、卵石、碎石土、亚粘土为主的松散岩组（Ⅰ）

该岩组在全区均有不同程度的分布。主要分布于河谷、支沟及其两侧斜坡，为出露最为广泛的一个岩组，其成因类型多样，包括全新世冲洪积、坡洪积、洪积、风积、残坡积等，尤以坡洪积最为发育。该岩组一般由碎块石或碎块石混粉粘粒组成，因其结构松散，物理力学强度低，遇水易软化，在不利的地形条件或人工扰动下易形成滑坡、崩塌等。同时，因其规模一般较小，变形相对缓慢，常呈间歇性滑动，故多为泥石流的重要物源。

1.2、粘土、亚粘土松散岩组（Ⅱ）

该岩组主要分布在研究区大型沟谷西沟、正沟、东沟及清水河两侧缓坡地段，清三营乡北东部及东南部潮白河流域支沟两侧缓坡及坡脚地段。岩性为黄土、次生黄土及黄土砾石层，一般厚度数十米。该组岩体多呈黄红色或土黄色，密实，干～稍湿，具可塑性、湿陷性，常含钙质姜结石，局部下伏或夹含土卵砾石层；人工切坡裸露陡立面的垂直节理和陡直的沟堑较为发育，裸露面多受风化作用，一般被雨水淋滤易产生土块掉落。该岩组含水性与透水性极差，同时由于粘土、亚粘土遇水易饱水软化，从而引发小型崩塌，为区内的土体崩塌强烈发育区。此区土体崩塌以缓变为主，小型崩塌比较常见，但其发生主要受降水等风化因素影响，较少有大型崩塌现象。同时，在沟谷内的该岩组也是泥石流的重要物源。

1.3、砂岩、粉砂岩夹页岩半坚硬岩组（Ⅲ）

该岩组小面积出露于石嘴子乡西部，岩性主要为白垩系下统土井子组砾岩、砂质粘土岩、砂岩。该组岩体表层节理裂隙十分发育，风化程度多为强风化～全风化，岩体多风化为碎片状或粉末状，强风化层厚度多大于3m。砾岩及砂岩抗风化能力较弱，易于崩解散化，利于降水入渗。砂质粘土岩含水性和透水性差，为相对隔水层，而砂岩含透水性较好，为雨季含水层。在缓坡陡坡区，该岩组上常覆盖有残坡积层，由于降水下渗缓慢，其上残坡积土体易于饱水从而引发滑坡。

1.4、角砾岩、凝灰质砾岩半坚硬岩组（Ⅳ）

该岩组主要分布于研究区西南部高家营镇。岩性主要为侏罗系上统白旗组砖红色凝灰质角砾岩及侏罗系上统大北沟组凝灰岩等，具粒状、凝灰结构。新鲜岩层呈块状，半坚硬，但表层风化强烈，节理裂隙发育，多呈大小不等的块状或片状体，部分地段风化为粉末状砂土，强风化层厚度1～2m左右，局部地段受断层影响强风化层厚度超过10m。由于该组岩体易受风化脱离母岩，当存在倾向临空面等不利组合条件时易产生崩塌。并且被风化的松散堆积物为泥石流提供了固体物源，易发生泥石流。

1.5、中性火山岩坚硬岩组（Ⅴ）

该岩组主要出露研究区北部至东北部。岩性主要为侏罗系上统白旗组、大北沟组及张家口组灰白、紫红色粗面安山岩、粗面岩等，具斑状结构，厚度一般大于100m。新鲜岩层呈块状，质坚硬，表层风化强烈，节理裂隙发育，多呈大小不等的块状或片状体，强风化层厚度0.5～1.5m左右，局部地段受断层影响强风化层厚度超过5m。该岩组出露区由于岩体受不同程度的风化，产生的节理裂隙在不利结构面边坡易发生崩塌，被切割为大小不等的块石或碎石与砂土混合后在暴雨情况下易发生泥石流。

1.6、酸性、中性岩漿岩坚硬岩组（Ⅵ）

该岩组出露于研究区西北部、中北部、中南部。地层岩性主要为太古界侵入花岗岩体，天山期侵入花岗岩体，燕山期侵入正长岩、闪长岩、似斑状花岗岩等。该组岩体呈结晶或粒状结构，块状构造，新鲜岩石完整，节理裂隙不发育，力学强度高，属坚硬岩类，岩体稳定性好。其风化层厚度一般10～35m，表层风化程度多为微风化至中风化，厚度一般小于2m。由于长期的风化剥蚀，自然状态下山体较为浑圆，稳定性较好，但在断层破碎带及人工切坡区，该组岩体裂隙发育，由于裂隙发育，易产生崩塌。

1.7、变质岩坚硬岩组（Ⅶ）

该组岩体在崇礼区出露面积最广，研究区中部及南部连续分布。岩性主要为中太古界崇礼群谷嘴子岩组变粒岩、片麻岩、石英岩、角闪岩及变质花岗岩和新太古界片麻岩及变粒岩。该组岩体呈结晶或粒状结构，块状或片状构造，节理裂隙较发育，岩体风化程度多为中等，多被切割成块状或片状，局部表层受强风化岩体破碎，厚度一般小于1.5m。由于其受构造改造强，易产生崩塌。在中高山地带，由于冻融、风化强烈，常见岩屑或岩屑堆积裙，为泥石流提供了固体物源，所以该区也易发生泥石流。

2、岩土体类型与地质灾害的关系

地质灾害与其它不同岩土体类型的关系，则因地质灾害类型的不同其相关性亦不相同，由岩土体的物理、力学及水理性质及不同类型地质灾害的发生机理所决定。

2.1、岩土体类型与崩塌

各岩组中崩塌的分布数量差异很大（图1），崩塌主要分布于中性火山岩坚硬岩组（Ⅴ）、变质岩坚硬岩组（Ⅶ）中，其发育比例分别达31%、28%。

各岩组中单位面积崩塌的分布密度在以砂砾、卵石、碎石土、亚粘土为主的松散岩组（Ⅰ）、粘土、亚粘土松散岩组（Ⅱ）和酸性、中性岩浆岩坚硬岩组（Ⅵ）分别为每10km20.17处、0.14处、0.13处；在以角砾岩、凝灰质砾岩半坚硬岩组（Ⅳ）和变质岩坚硬岩组（Ⅶ）分别为每10km20.05处、0.09处；中性火山岩坚硬岩组（Ⅴ）中崩塌体的数量最多，每10km2的崩塌密度也最大，为0.25处。各岩组的崩塌密度反映了各岩土体物理力学性质的不同，以砂砾、卵石、碎石土、亚粘土为主的松散岩组（Ⅰ）、粘土、亚粘土松散岩组（Ⅱ）、中性火山岩坚硬岩组（Ⅴ）及酸性、中性岩浆岩坚硬岩组（Ⅵ）为区内的易崩岩组（图2）。

2.2、岩土体类型与滑坡

区内仅有1处滑坡，滑坡类型为土质。该点因修建公路切坡且无任何防护工程，致使基岩上伏残坡积松散物无任何支挡条件下形成。在降雨情况下，风化后的残坡积物夹杂坡洪积粉粘粒，遇水易饱和软化。因此，在以砂砾、卵石、碎石土、亚粘土为主的松散岩组（Ⅰ）中，当下伏山体基岩斜坡被人为切坡或地质构造形成不利结构面后，该岩组为易滑岩组。

2.3、岩土体类型与泥石流

岩土体主要通过给泥石流提供物源而影响泥石流的发育。对区内泥石流的物源研究表明，泥石流的物源主要分布于砂砾、卵石、碎石土、亚粘土为主的松散岩组（Ⅰ）和粘土、亚粘土松散岩组（Ⅱ）分布区（图3），比例共为64%，主要与各岩土体类型的出露面积有关。

各岩土体类型的泥石流的密度（图4）表明，每10km2的岩土体中，为泥石流提供物源的能力差异很大。以砂砾、卵石、碎石土、亚粘土为主的松散岩组（Ⅰ）和粘土、亚粘土松散岩组（Ⅱ）供给能力最强，其每10km2的面积有1.56条的主要物源与之有关；角砾岩、凝灰质砾岩半坚硬岩组（Ⅳ）和中性火山岩坚硬岩组（Ⅴ）每10km2的面积中有0.27条和0.25条泥石流的主要物源与之有关，该两个岩组为泥石流提供物源的能力中等。酸性、中性岩浆岩坚硬岩组（Ⅵ）和变质岩坚硬岩组（Ⅶ）每10km2的面积中有0.13条和0.11条泥石流的主要物源与之有关，该两个岩组为泥石流提供物源的能力最弱。

2.4、岩土体类型与地面塌陷

区内地面塌陷2处由矿山地下开采引发，1处为70年代开挖战备地道引发。2处由矿山地下开采引发的地面塌陷分布于中性火山巖坚硬岩组（Ⅴ）和酸性、中性岩浆岩坚硬岩组（Ⅵ）中，该类地面塌陷的形成原因为采空区基岩顶板厚度较小，两组岩体表层受风化产生不同程度的节理裂隙，使岩体物理力学强度下降，加之坑道内生产活动强度较大，不规范作业，无地柱开采，开采空间大，坑内地压发生变化，以冒顶型塌陷为主，塌陷深度较大，最初发生塌陷深度均小于10m，后期经矿山逐步治理未进一步发展。1处由开挖战备地道引发的地面塌陷处于粘土、亚粘土松散岩组（Ⅱ）中，开挖地下空间及上部地层均为风坡积粉质粘土，其覆盖厚度较小，力学强度低，且上部有居民房屋加载，经年久降雨等因素影响逐渐塌陷。

3、岩土体类型及可能产生的地质环境问题

通过对区内各岩土体类型与地质灾害分布关系研究，结合各岩土体类型的物理力学性质及水理性质分析，区内各岩土体类型可能产生的地质环境问题及与地质灾害的关系如表2。

4、结论

（1）张家口市崇礼区的岩土类型可分为3个工程地质岩类和7个工程地质岩组。

（2）各工程地质岩组可能产生的地质环境问题以崩塌、泥石流为主，松散岩类中最易发生地质灾害。

（3）半坚硬岩类可能产生的地质环境问题以滑坡、崩塌及泥石流为主，地面塌陷不发育。

（4）区内坚硬岩类易发崩塌及泥石流，受不合理人类工程活动较易发地面塌陷，产生其它地质环境问题的可能性较小。

参考文献

[1]王志贤，等.河北省崇礼县1：50000地质灾害详细调查报告[R].河北地矿建设工程集团张家口公司，2013.

[2]河北省地矿局第三地质大队，张家口市国土资源局，张家口地质矿产[M]，地质出版社，2013.