莲花山断裂带汕尾段韧性剪切带浅层滑塌特征与成因机制

王 平，王贤能，赖安锋

（深圳市工勘岩土集团有限公司，广东 深圳 518057）

深汕特别合作区（以下简称“深汕区”）位于广东省汕尾市海丰县西部，处于莲花山断裂带的东束大埔—海丰断裂束中。该断裂束分布有白云—南桠韧性剪切带、鲘门韧性剪切带（庄文明 等，2003）。

在深汕区2021年野外地质灾害调查时发现自然斜坡表面有大量的浅层滑塌，确定了浅层滑塌2 001 处，韧性剪切带内（以下简称“带内”）浅层滑塌数量达到1 614处，分布十分密集，往往成群、成组出现。这些滑塌单体规模小、厚度薄，影响范围有限，滑塌区多位于山体中上部，距城镇建设区距离较远，因此以往工作对这些现象未做系统研究。

韧性剪切带又称韧性断层，是岩石在塑性状态下遭受剪切作用而形成的狭长强烈应变带（李忠泉等，2010）。国内关于莲花山韧性剪切带的研究主要集中于地质特征、形成时代、变形机制（邱元禧等，1991；邹和平 等，2000；李文辉 等，2021）和找矿前景（汪礼明 等，2018；张文高 等，2020），而韧性剪切带地质灾害和岩体变形破坏方面的研究较少，主要涉及地质灾害易发性初步分析（伍学恒 等，2013）、工程边坡变形与稳定（陆泌锋 等，2019，2020；王浪 等，2019；王运生 等，2022）、隧道围岩质量（王建鹏，2013）等。国内外对浅层滑塌的研究成果较多，如吕佼佼等（2021）基于Web of Science 数据库检索到1999-2019 年浅层滑坡论文1 240 篇，近年的研究成果涉及到浅层滑塌的特征、成因机制、稳定性分析、地质灾害链等各个方面（李俊 等，2018；Zhang et al.， 2020；成玉祥 等，2021；冯文凯 等，2022）。国内关于莲花山韧性剪切带基础地质与矿产地质方面的研究成果丰硕，但在该韧性剪切带岩土体变形破坏方面较为缺乏。国内其他韧性剪切带有少量岩土体变形破坏方面的研究，主要是针对某一个具体的工程项目的点状分析，还没有面域性的成果，研究程度不高。

本研究在前人资料基础上实地调查圈定深汕区韧性剪切带的分布范围，通过地面调查、高分辨率卫星影像解译、无人机航拍识别深汕区韧性剪切带内的浅层滑塌，利用基于GIS技术的信息量法分析浅层滑塌的分布规律，结合区域地质、勘探、气象等资料揭示韧性剪切带与浅层滑塌的关系、滑塌的成因机制，探讨浅层滑塌的发展变化趋势。以期为深汕区下一步地质灾害防治和城镇规划奠定基础和提供依据。

1 研究方法

本研究是在地面调查和遥感解译的基础上，广泛收集区域地质、气象、勘察报告、水土保持等方面的资料进行综合分析。

1.1 遥感解译

遥感数据主要为有机载LiDAR DEM 数据（分辨率2.0 m）、高景一号全色卫星影像（分辨率0.5 m，影像时间2020 年8 月），利用91 卫图助手调用2000年以来的历史卫星影像做对比分析。前期通过现场踏勘与初步解译，取得浅层滑塌的解译标志，再通过目视解译圈出滑塌体的范围。

1.2 地面调查

地面调查主要开展以下工作：1）通过调查点与调查路线，确定韧性剪切带的范围，进行变形程度分区；2）验证遥感解译圈定的滑塌体范围，去仿存真，修正解译成果，调查滑塌体的厚度与体积、物质成分与滑面特征；3）调查韧性剪切带和周边的岩土体特征，断层、片理、节理等结构面的情况；4）访问结合历史卫星影像，确定滑塌发生的时间。

1.3 收集资料

收集的关键资料有：正式的区域地质调查报告与图件；韧性剪切带方面的论文与著述；研究区内一些工程勘察报告；从气象局获取的2011—2020年鲘门站日降雨量资料；主要台风的基本资料。

1.4 信息量法

地质灾害的形成受多种因素影响，信息量模型可反映一定地质环境下最易致灾因素及其细分区间的组合，因此采用信息量法（张钟远 等，2022）分析带内浅层滑塌的分布条件。具体通过特定评价单元内某种因素作用下地质灾害发生频率与区域地质灾害发生频率的相比较来实现。对应某种因素特定状态下的地质灾害信息量公式可表示为：

式中：IAj→B为对应因素A、j状态（或区间）下地质灾害B发生的信息量；Nj为对应因素A、j状态（或区间）下地质灾害分布的单元数；N为调查区已知有地质灾害分布的单元总数；Sj为因素A、j（或区间）分布的单元数；S为调查区单元总数。

当IAj→B>0 时，表明对应因素A、j条件（或区间）下，地质灾害发生倾向的信息量较大，地质灾害发生的可能性较大；当IAj→B<0时，表明因素A、j状态（或区间）条件下，地质灾害发生倾向的信息量小，地质灾害发生的可能性小。

2 地质环境

2.1 区域构造背景

莲花山断裂带（图1）是政和—大埔深大断裂的西南段，是广东省东北—中南部最为宏大的陆地构造，具有明显多期活动的特征，是重要的二级构造单元分界线（张文高 等，2020）。断裂带由强大的断裂束、动热变质带、韧性剪切带及与之相伴随的复式褶皱带等组成，总体呈北东40°—50°展布。大小共百余条断裂集中于2个强大而密集的平行断裂带，北西一侧为五华—深圳断裂束，南东一侧称之为大埔—海丰断裂束（庄文明 等，2003），后者由汤湖、牛头山、梅陇等断裂及白云—南桠韧性剪切带、鲘门韧性剪切带、梅陇—鲘门动热变质带组成。

图1 广东省莲花山断裂带区域地质Fig.1 Geological map of Lianhuashan fault zone, Guangdong Province

2.2 韧性剪切带

深汕区南北两侧各有1条大型韧性剪切带通过，走向NE 与莲花山断裂带走向一致，产生于低压—低或中温的变形环境（庄文明 等，2003）。本区韧性剪切带表现为带状构造变形，内部很难找到1个具划分性意义的断层标志面，只有当变形带中出现高应变的糜棱岩、千糜岩带时，才能确定变形中心或主界面的存在，本区的韧性剪切带是受多期活动影响所形成的脆—韧性变形带（李静荣 等，2021），带中有脆性断层叠加。

深汕区南侧为鲘门韧性剪切带（图2、3），从鲘门—小漠穿越整个深汕区南部，深汕区内长度约19 km，波及宽约9 km。总体走向北东50°，倾向南东，倾角30°～50°。沿剪切带岩石变形十分强烈，卷入的地层、岩石主要有侏罗系沉积岩和火山岩。强烈的剪切应变形成一套在横向上，纵向上都具有递进变形的千糜岩（糜棱岩）带、千糜岩化带及弱千糜岩化带。根据调查将韧性剪切带大致分为强烈变形区、中等变形区与弱变形区（图4），强烈变形区的岩性主要为糜棱岩与千糜岩（图5-a、b），中等—弱变形区岩石还部分保持有原岩的性质，主要岩性有千糜岩、构造片岩、片理化（千糜化）岩等。带内岩石露头的揉皱、挠曲现象较发育，矿物变形十分明显，石英重结晶形成微颗粒、石英碎斑和石英单晶条带，长石常见被拉长、拉断呈定向结构（图5-c），碎裂变形较为明显，云母常呈膝折和扭曲。该带的微构造十分发育，其中尤以叶理、线理、流劈理及矿物的旋转、无根石英脉和小褶皱（图5-d、e）最发育。

图2 深汕特别合作区韧性剪切带及浅层滑塌分布略图Fig.2 Distribution sketch of Ductile shear zone and topsoil slip in Shanwei specialcooperation zone in Shenzhen

图4 鲘门韧性剪切带变形程度分区Fig.4 Partition of Deformation Degree in Humen Ductile Shear Zone

图5 鲘门韧性剪切带变形中心带典型岩石特征Fig.5 Typical rock characteristics of deformation center in Houmen Ductile shear zone

深汕区北侧为白云—南桠韧性剪切带（图2），从大安—汤湖—婆髻顶横穿深汕区，波及宽约1～3 km。走向北东60°～80°，倾向南东，倾角55°～75°。深汕区内为变形相对轻微段，主要为片理化（千糜化）岩、初糜岩等。

对比2条韧性剪切带，鲘门韧性剪切带宽度大，连续性好，褶曲、揉皱现象十分强烈，白云—南桠韧性剪切带宽度较窄，连续性较差。从图2、4看，鲘门韧性剪切带变形程度高，浅层滑塌点密度明显比白云—南桠韧性剪切带高，说明区内浅层滑塌的发育与韧性变形程度有关联。

2.3 工程地质条件

2.3.1 岩土体性质 深汕区韧性剪切带岩体的结构面从宏观到局部尺度分别有断裂、片理、节理裂隙3 类。断裂以北东走向最为发育，其次为北西向（图2、4）。北东向断裂延伸长度大，影响宽度大，和韧性剪切带一起构成了宏伟的北东向构造带。白云—南桠韧性剪切带分布有白云—南桠断层组，走向NE60°～75°，倾向SE，倾角50°～80°，断裂带宽数十米至数百米，普遍分布有硅化带。硅化岩性质坚硬，难以风化，在微地貌上常表现为异常突起，其两侧影响带风化较严重，易产生浅层破坏。鲘门韧性剪切带加持有梅陇断裂组，走向NE50°～60°，倾向以SE为主，倾角60°～75°不等，发育宽数米—数十米的断裂破碎带，破碎带内发育有构造透镜体、断层泥、硅化带、断层角砾岩，同时沿断裂带有大量的脉体充填。梅陇断裂带断层密集，岩体破碎、软硬不均，对斜坡稳定性有明显的影响。北西向断裂规模相对较小，对斜坡稳定性的影响相对较小。

图3 鲘门韧性剪切带地质剖面图（A-A'）Fig.3 Houmen Ductile shear zone geological profile(A-A')

韧性剪切带的岩体普遍片理化，片理优势走向NE—E40°～90°，以倾向SE—S 居多，倾角大多35°～65°，其次为倾向NW，倾角一般40°～60°，片理的优势产状与韧性剪切带近一致（图6-a、b）。片理面是控制斜坡整体和局部稳定性的主要结构面。地面调查发现，片理面（层面）常呈舒缓波状，倾向与倾角有一定变化，陡缓变化的转折处（膝折带）常出现碎落、剥落现象（图7）。按照斜坡坡向与片理的关系，将斜坡分为顺向坡、斜向坡、横向坡、逆向坡、块状结构坡，数量最多的是横向坡，面积占比29%，其次为斜向坡（26%）、逆向坡（22%）、顺向坡（19%）。

图6 深汕区韧性剪切带片理与节理统计Fig.6 Statistical charts of schistosity plane and joint plane in Ductile shear zone in SSCZ

图7 沿膝折带发生的浅表滑塌（泗马岭水库南）Fig.7 A topsoil slip by kink band (South of Simaling Reservoir)

受多期构造作用叠加的影响，韧性剪切带内岩体的节理裂隙组数多（见图7）且较为密集，岩体多呈碎裂状-镶嵌碎裂结构。据统计，带内优势节理裂隙有5组：以倾向150°～180°一组最为发育，倾角一般40°～70°；其后发育程度依次为240°～260°∠50°～70°、340°～355°∠30°～70°、40°～60°∠50°～60°、90°～100°∠50°～70°（图6-c、d）。

2.3.2 风化特征 1）风化带的划分与基本情况

按风化程度将岩石划分为残积土、全风化、强风化、中等风化与微风化（表1）。坡残积土与全风化岩厚度普遍较薄，一般合计在1.0～4.5 m，强风化与中风化厚度一般＞5.0 m。微风化岩一般埋藏较深。

表1 岩体风化带基本性质Table 1 Basic properties of weathering zone of rock mass

2）风化带分界面

除花岗岩区，研究区其他岩组的残积土、全风化、强风化面之间有较清晰的界面（图8-a），因为这些岩石的母岩从层状、块状结构变为糜棱（化）、片理（化）、千糜（化）结构，矿物具较强的定向排列，风化也呈层状的特点。花岗岩分布于白云—南桠韧性剪切带西侧的弱变形区，风化特征与其他岩组差别较大，其残积土与全风化厚度一般超过8.0 m，无明显的风化分界面，风化多呈渐变过渡。

图8 鲘门韧性剪切带典型岩体风化Fig.8 Typical rock mass in Houmen Ductile shear zone

3）不均匀风化

虽然岩石普遍产生了较强烈的变形与变质，但还是继承了原岩的部分性质。原岩为软硬互层的岩组不均匀风化十分普遍，其层间软岩风化后呈碎屑状—黏性土状（图8-b），与上下的硬岩形成强烈反差。地质构造也造成了大量的不均匀风化现象，韧性剪切带受到多期构造应力的影响，岩层中产生了较多褶曲、揉皱等小构造，褶曲轴部风化强烈，形成槽状剧强风化带，这种现象在变形强烈的区域和软弱的岩组中更为普遍。受岩性、构造等因素的影响，全、强风化带在部分地段有缺失。

2.3.3 岩土体的力学性质 据收集的韧性剪切带内外典 型 岩 石 的饱 和抗 压强 度试 验成 果①《中广核广东太平岭核电厂一期工程边坡工程施工图设计阶段岩土工程勘察报告》，中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，2016年4月。②《深圳市深汕特别合作区住房建设和水务局鲘门镇民新村三堆石山（1#边坡、2#边坡）岩土工程详细勘察报告》，中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，2020年4月。③《深汕特别合作区小漠国际物流港（一期）陆域形成及配套路网开发、建设和运营PPP 项目（道路工程—河海大道）岩土工程详细勘察报告》，湖南省勘测设计院，2018年10月。④《深汕特别合作区小漠国际物流港（一期）陆域形成及配套路网开发、建设和运营PPP 项目（道路工程—通港大道）岩土工程详细勘察报告》，湖南省勘测设计院，2018年3月。⑤《深汕特别合作区小漠国际物流港（一期）陆域形成及配套路网开发、建设和运营PPP 项目（道路工程—红海大道）道路、桥梁补充勘察及管廊工程详细勘察报告》，湖南省勘测设计院，2018年12月。统 计（表2），火山碎屑岩千糜岩带岩石的强度相当于原岩的0.31～0.35，泥质岩构造片岩、千糜岩带岩石的强度相当于原岩的0.38～0.86，变形后的硬质岩强度仍高于软质岩。这说明岩石受到韧性变形的作用影响，其强度明显衰减，块状硬质岩变形后为薄层状，强度衰减幅度比层状软质岩组大；变形后的岩石仍继承原岩的一些特征，硬质岩变形后的强度仍要高于软质岩。

斜坡地带土体主要是坡残积层（Qdl+el）碎石（角砾）质粉质黏土、砂质粉质黏土（砂质黏性土），花岗岩区土体已红壤化，其他岩组分布区红壤化程度低、碎屑物含量较高。参考收集的勘察报告（参考的勘察报告同表2），韧性剪切带区土体和全、强风化岩的抗剪强度（快剪）见表3所示。

表2 鲘门韧性剪切带岩石抗压强度与原岩对比Table 2 Comparison between compressive strength of rock in Houmen Ductile shear zone and original rock

表3 深汕区韧性剪切带岩土体主要力学参数Table 3 Main mechanical parameters of rock and soil in Ductile shear zone of SSCZ

2.4 水文地质条件

根据近期水文地质调查成果⑥《深圳市深汕特别合作区水文地质调查评价报告》（1∶50 000），广东有色工程勘察设计院，2021年7月。，研究区地下水类型主要为层状岩类基岩裂隙水，水量中等—贫乏，其次为块状岩类基岩裂隙水，水量丰富—中等；斜坡区地下水埋深普遍在10 m以上。

影响浅层滑塌的主要是浅表层非饱和带水文地质条件。研究区地表降雨入渗系数约0.190～0.285⑥，绝大多数雨水以地表水的形式排走，只有少数雨水渗入坡体形成渗流，从而影响浅表层岩土体的稳定。斜坡区深度5 m 以内的岩土层主要有坡残积土层和全、强、中风化岩，渗透性弱—中等（表4）。

表4 深汕区韧性剪切带岩土体渗透性Table 4 Permeability of rock and soil in Ductile shear zone of SSCZ

研究区斜坡非饱和带上部的水文地质结构为透水层→相对隔水层的二元结构，透水层较薄，降雨入渗使浅表层土体饱和，形成顺斜坡的地下水流（图9），水头差在坡体中形成动水压力。

图9 研究区斜坡非饱和带上部渗流Fig.9 Seepage in the upper part of slope unsaturated zone

3 浅层滑塌特征

深汕区山区浅层滑塌密度5.1个/km2，韧性剪切带内密度16.2个/km2，带外密度为1.3个/km2，由此可见，韧性剪切带是深汕区最易产生浅层滑塌的部位。

3.1 滑塌形态与规模

研究区浅层滑塌为土层与全风化岩滑移所致，以沟谷小流域为单位，通常成群、成组出现，数量繁多、分布密集。形态以勺形和长条形最为多见，其次为四边形，少量呈花瓣形、齿型和横长形（图10）。

图10 深汕区韧性剪切带浅层滑塌平面形态Fig.10 Plane form of topsoil slip in Ductile shear zone of SSCZ

浅层滑塌主要分布的微地貌为沟谷的沟头、两侧沟壁以及山脊侧面等处，滑塌后在坡面上形成凹槽。勺形滑塌显示斜坡上产生圆弧形滑动，堆积物向坡下呈线状堆积。长条形滑塌显示沿长条形沟谷沟头、侧面斜坡产生多处破坏，破坏区连通后形成条带状裸露面。四边形滑塌显示沿较顺直的坡面产生滑塌，堆积物隐没于树丛。花瓣形滑塌显示沿主沟沟头和Y形支沟分别产生破坏，连通后的滑塌区呈花瓣形。齿型滑塌显示一面斜坡产生两处破坏，后缘连在一起。横长形滑塌为山脊侧面产生一连串破坏，边界连在一起。

单体滑塌面积介于9～4 965 m2，平均面积230 m2。根据现场实地调查，带内滑塌厚度一般0.5～3.0 m，单体滑塌体积约9～9 930 m3。按照《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T 32864-2016）（殷跃平 等，2016）附录B的规模划分标准，这些浅层滑塌规模均为小型。滑塌面积与厚度基本呈正相关，即面积小的滑塌厚度较小，面积大的厚度较大。

3.2 浅层滑塌分布规律

3.2.1 数据统计 根据野外调查分析，韧性剪切带的浅层破坏的平面分布主要受地质构造、地形地貌、岩土体类型、斜坡结构四大因素的控制，这些因素可细分为：地质构造（韧性变形程度、滑塌距断层的距离）、地形地貌（地貌单元、坡度、坡向）、原岩工程地质岩组、斜坡结构类型。以式（1）的信息量模型为原则，利用ArcGIS 的统计、提取、重分类等工具进行分析。各要素分级与信息量值见表5所示。

表5 深汕区韧性剪切带信息量模型各因素信息量值Table 5 Results of information quantity model in Ductile shear zone of SSCZ

3.2.2 分布规律

1）滑塌与地质构造的关系

从数量上看，大多数滑塌分布于变形强烈区，其次分布于变形中等区，只有极少数分布于弱变形区；从浅层滑塌密度上看，变形强烈区达到25 处/km2，变形中等区8 处/km2，变形弱区3 处/km2。这说明浅层滑塌的数量与岩石变形程度成正比，变形越强烈，越容易产生滑塌。韧性剪切带内有脆性断裂加持，大部分滑塌发生于距断层200 m 以内，距断层500 m以上区域数量较少，距断层1 000 m以上区域只有零星的滑塌产生。这说明断层对滑塌的影响较为明显，滑塌发生频度与距断层距离呈反比，距离断层越近越容易产生滑塌。

2）滑塌与地形地貌

浅层滑塌主要产生于高丘陵、低丘陵区，其次为低山区，台地极少分布。浅层滑塌主要发生于倾向东、南东和南向坡，其次为南西向坡，其余方向斜坡较少发育，总体上以向阳坡为主。浅层滑塌主要产生于坡度＞25°的斜坡地带，其产生密度与坡度基本呈正相关，坡度越陡越密集。区内地形地貌与地质构造、岩体结构也有较强的关联，坡度较陡的地段往往断裂较为发育，区内优势结构面方向为走向NE、倾向SE，向阳的斜坡是顺向型斜坡的概率较高。

3）原岩类型

浅层滑塌最易发生在原岩为软硬砂泥岩互层的地层中，其次为较坚硬火山碎屑岩、软弱层状泥质岩、较硬块状火山熔岩，花岗岩区数量极少。

4）斜坡结构类型

浅层滑塌与斜坡的结构类型关联密切，顺向坡中最容易产生浅层滑塌，其次为斜向坡、横向坡，逆向坡与块状岩斜坡数量较少。

综上，深汕区韧性剪切带是浅层滑塌极易发的区域，其分布具有较强的规律性：浅层滑塌主要受地质构造和地形地貌的控制，大多产生于岩石变形强烈区—中等区和距脆性断层较近的区域；坡度较陡、向阳的斜坡是滑塌的高发地段，原岩为砂泥岩互层、火山碎屑岩、泥质岩的区域也是易发区域，斜坡结构类型与浅表破坏也显现较强的相关性，顺向坡与斜向坡相对容易产生滑塌，逆向坡地带滑塌较少发育。

3.3 破坏特征

1）滑体与滑床

滑塌厚度一般为0.5～3.0 m，破坏区表层的坡残积土和全风化岩大部分滑走，破坏面下探至块状强风化—中风化岩面。滑塌体物质主要是坡残积砂质粉质黏土、角砾碎石质粉质黏土。

2）破坏面

破坏面形状以直线—折线形为主，有些为弧形与直线形的组合。

3）剪出与堆积特征

大部分滑塌是在斜坡中上部剪出，溜滑物质堆积于剪出口下的沟槽或坡面，在后续降雨冲刷下向沟内汇集，滑塌区残留物质以碎石、块石为主，黏性土和角砾被后期降雨冲刷后分散堆积。有少量剪出于坡脚，溜滑物质直接入沟。

4 浅层滑塌形成机制

4.1 地质构造的影响

4.1.1 韧性变形作用 莲花山断裂带在燕山三幕（晚侏罗世）发生了以强烈塑性递进形变为特征的韧性剪切变形，燕山晚期（白垩纪）以来，发生过多次拉张与挤压（李文辉 等，2021），韧性剪切带内产生强烈的剪切应变，形成宽厚的构造岩带，该带具有递进变形和退化变质的双重特色（李静荣等，2021）。在宏观上，强烈的韧性剪切作用形成许多结构面，结构面组数多、密度大，使区域岩体的完整性和均匀性大幅降低。在微观结构方面，韧性变形后的岩石有限应变相对较高，岩石结构与构造产生改变，改变后的物质通常比围岩（原岩）软，造成软化的机制主要有晶粒尺寸减小、重结晶、后成合晶、反应软化、几何软化、水解弱化等（候泉林，2020）。韧性变形带内分为强烈变形区、中等变形区和弱变形区。强烈变形区为承受剪应力最大的区域，褶曲、揉皱、挠曲十分发育，片理、裂隙较为密集，岩体完整性差，岩石已完全变为千糜岩、片岩，岩石强度大幅度弱（劣）化，各岩组都变成薄层状结构，岩体结构明显变差，因此在强变形区发生大量的浅层滑塌现象。中等—弱变形区岩体的结构面较为发育，岩体完整性较差，岩石变形程度不均匀，有程度不一的千糜化、片理化，变形程度大的部位产生一定数量的浅层滑塌。

4.1.2 断裂的活动性 南、北2个韧性剪切带内分别有梅陇断裂和汤湖断裂加持，据胡海涛等（1987）的研究，这2个断裂都是现今活动断裂。

梅陇断裂叠加在鲘门韧性剪切带上，白垩纪以来，经历过逆冲推覆阶段、左旋斜冲阶段及拉张阶段（钟贻军，1994），梅陇断裂在第三纪末至第四纪初至少有过1次较强烈活动，该断裂新构造运动延续至人类历史时间（胡海涛 等，1987）。1971、1981、1991年断裂带上3次小震群活动（最大地震ML 分别为3.4、4.2、3.6）的发震断裂都是梅陇断裂（钟贻军，1994），从断裂带小震—微震情况看，梅陇断裂目前仍有微弱的活动性。梅陇断裂位于西北强烈上升区与东南相对沉降区的接合部位，与差异升降区界线基本吻合（胡海涛 等，1987）。因该断裂周期性活动造成的小区域地壳的差异性升降，使山体遭受剥蚀较强烈，在剥蚀作用下山坡容易产生滑移、侵蚀等破坏现象。带内山体表面沟壑纵横的微地貌形态是长期较强剥蚀作用造成的。

汤湖断裂叠加在白云—南桠韧—脆性剪切带上，具多期活动特征，早期为左旋逆冲，晚期为拉张，深汕区热水洞、汤湖等地有温泉出露，周边有弱震发生，说明该断裂带近期有活动（胡海涛 等，1987）。断裂带为区域地貌分界线，北西侧为陡峻的中低山区，尖山髻一带断层崖发育，南东侧为相对低缓的丘陵台地区，显示该断裂两侧不均匀升降较为明显，该韧性剪切带的剥蚀作用较为强烈。

4.1.3 脆性断层 后期的脆性变形主要产生于早白垩世的逆冲推覆阶段和晚白垩世—早第三纪的脆性变形阶段（李静荣 等，2021）。多期构造作用使岩体产生揉皱和挤压破碎，产生一系列以北东走向为主、以北西走向为辅的断层，这些断层切穿岩体或追踪岩层的片理，形成大的结构面，影响区域岩体的完整性和均匀性。同时沿断层和两侧出现一些岩脉侵入，使局部岩石产生蚀变，强度进一步降低、结构进一步破碎。脆性断层密集处也是韧性变形强烈的部位，在后期脆性变形时，主破裂面会追踪韧性剪切带中的薄弱带进行发展扩张，而韧性变形强烈的区域较为薄弱，从而进一步加剧韧性变形强烈区的岩体的弱（劣）化。

4.2 岩性和风化的影响

韧性剪切带岩土体的脆弱性是滑塌发生的物质基础。岩体在韧性变形的过程中，原岩结构产生明显的变化，块状岩体变成层状—薄层状结构（图5-b），软硬互层的岩体受韧性剪切作用层间错动使软岩泥化，软弱的层状岩体产生明显的塑性变形，原本较均匀的层状岩体产生伸展裂隙、斜裂隙而变得不均匀。这些变化使岩体的不均匀风化更为明显，往往形成清晰的风化分界面，不均匀风化界面、全强风化界面、土岩界面是浅层滑塌发生的主要通道。受韧性剪切弱（劣）化后的岩体更容易风化，风化后浅层岩体呈砂糖状、粉末状，黏聚力较弱，浅表层风化物强度低而透水性较好，沿相对不透水面地下水的运动较为强烈，为滑塌的启动提供良好的条件。花岗岩区变形程度弱，仍保留以原岩渐进式风化为主的特点，浅层滑塌发育程度弱。

4.3 斜坡类型

韧性剪切带内优势片理面（层面）走向NE—E，产状130°～180°∠35°～65°，其次为300°～340°∠40°～60°，与韧性剪切带和北东向断层的产状近于一致，其延展性好，顺向坡段易沿片理面产生滑塌，特别是在片理面倾角变化大的位置，因膝折效应往往产生滑塌现象。因片理面在走向上和倾向上有一定的变化，斜向坡部分坡段会形成局部的顺向关系，因此斜向坡也是产生浅层滑塌的多发区域。横向坡与逆向坡浅表破坏主要受节理裂隙的影响，结构面的规模和密度相对较低，浅层滑塌数量较少。构造运动使岩体的各类结构面普遍呈现波状起伏的特点，在结构面的转折端常产生滑塌现象。

4.4 外动力作用

浅层滑塌的主要诱发因素是台风与暴雨。刘天绍等（2018）统计了1951—2015年影响广东沿海台风的路径和强度，指出平均每年影响广东沿海的台风为4.6次，较多年份达到10次，以超强台风级别为主，台风方向主要有北向和西向2种路径。深汕区位于广东省红海湾畔，同时也位于广东省三大降雨高值区之一的粤东沿海莲花山脉东南迎风坡高区（潘建中 等，2012），斜坡受台风暴雨的影响强烈。

根据现场访问，深汕区山体最近一次大范围浅层滑塌是在2015-10-04“彩虹”台风期间，据报导⑦https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B0%E9%A3%8E%E5%BD%A9%E8%99%B9/18690822？fr=aladdin，该台风于湛江市坡头区登录，中心最大风力达16 级（超强台风），汕尾一带出现龙卷风现象，鲘门气象站录得该台风期间降雨量达111.8 mm。当地居民形容，该台风暴雨过后鲘门一带山体（韧性剪切带的中心部位）表面由青翠的山林变成千沟万壑。从2018年4月和2020年8月两期卫星影像成果对比分析，2018-2020 年带内自然斜坡新发现36起浅层滑塌，占总数量的2.2%。在该期间鲘门站录得近10 年（2011-2020 年）最大日降雨（339.6 mm，2020-06-08）和第五大日降雨（2018-06-07，台风“艾云尼”影响期间，中心风力8级，降雨量172.2 mm）。分析台风加剧斜坡破坏的原因主要有3点：其一为台风使雨滴的动能大幅增强，加剧雨滴溅侵坡面的程度，2015年“彩虹”台风的雨量小于近几年的几场降雨，但台风等级高，台风的破坏性强，雨滴在台风的加持下侵蚀能力强，造成了大面积滑塌现象，比较脆弱的区域产生破坏以后，剩下的区域地质条件相对较好，以致于后续大的降雨并未引发密集的滑塌；其二台风作用于树木的冠部，使树木根系产生作用于浅层坡体的力矩；其三台风破坏山体植被，使大量树木被连根拔出，植物根系对浅层土壤的加固作用减弱。带内斜坡通常在深度0.5～3.0 m 以内为透水性较好的坡残积土与全风化岩，下伏强、中风化岩顶面相对隔水，降水入渗使浅表层岩土层很快饱和，暂时性的地下水流在重力作用下向坡下渗流，在坡体内形成较大的动水压力。台风作用加持在暴雨的雨滴上，使迎风坡遭受雨滴的侵蚀相比其他坡面严重，台风使雨滴顺风向倾斜落下，迎风坡得到的雨水渗入量也更多，本区的台风方向以北向、西向为主，因此南向坡、南东坡和东向坡（迎风坡）的破坏尤其严重。

4.5 人类活动的影响

经济作物的种植削弱斜坡的抗滑能力，促进破坏的产生。研究区山体原为亚热带常绿阔叶林，但在人类长期经济活动的作用下，原生植被已多被破坏，代以次生林和人工林，森林结构比较单一，优势树种主要有马尾松、桉树、速生相思、台湾相思等（深圳市深汕特别合作区住房建设和水务局，2021）。自然植被的层次分布较好，深浅不一的根系使土壤得到良好的加固，经济作物的种植使斜坡植被类型单一化，植物根系加固表层土壤的能力降低，斜坡抵御滑塌的能力减弱，更容易产生浅层破坏现象。

综上所述：韧性剪切作用及脆性断层的加持是浅层滑塌产生的主要因素，主要表现在多期构造运动使岩体结构弱化、劣化，使坡体内形成不同尺度多组较密集的结构面，加剧岩体风化的不均匀形成风化突变界面，使主控结构面（片理面）的走向与倾角变化较大，从而造就较多外倾临空条件。研究区内山区地块缓慢上升形成较陡且沟壑密集的地形、也是浅层滑塌产生的主要因素。台风迭加暴雨是浅层滑塌产生的诱发因素，人类活动对坡面植物的影响是从属因素。

5 变化趋势

根据浅层滑塌发灾历史的访问、多时相卫片对比以及DEM 图像微地貌分析等手段，发现带内浅层滑塌具有迁移性、自愈性、扩展性的特点，初步判断浅层滑塌具有周期性特点。

1）迁移性

对比2020年8月和2018年4月的卫星影像，带内新发现的滑塌36 处，有4 处滑塌出现扩展现象，新发生的数量远大于扩展的数量。这说明大部分浅层滑塌已产生充分的滑移，土体与全风化岩已基本滑完，破坏面已至基岩面，下一轮新的变形破坏将由已滑塌区迁移至周边新的坡面。也有少量老的滑塌面有未滑完的松散物质，在后续台风暴雨作用下继续发展，但规模小。

2）自愈性

本文所指的自愈性是指破坏面长满植被，从外表上已不能直接分辨。根据两期光学卫星影像的对比，带内2年内已基本完成自愈的有15处，随着时间的推移，大部分破坏面都会回到正常。自愈后滑塌区植被的物理风化、化学风化作用恢复，将发生下一个破坏轮回。

3）扩展性

扩展性是指新的破坏沿已产生的破坏周界扩展。根据两期光学卫星影像的对比，期间有4处破坏有明显的扩展现象，从数据上看，扩展现象不是很普遍。从剥离植被的机载LiDAR DEM图像上看，绝大部分中—高位浅层破坏下部斜坡都是凹槽地形，有些还能辨认早前破坏的迹象。从现场调查看，这些浅层破坏是由下部逐渐向斜坡中上部发展的（图11），破坏区沟谷普遍处于青—壮年期，沟谷下切明显，沟谷源头不断向上方发展（溯源侵蚀现象），在此条件下有些新的破坏将沿已有破坏后缘和侧缘向外扩展。

图11 浅层滑塌扩展性（掘尾龙岭北）Fig.11 Expansibility of topsoil slip (Juewei Longling north)

4）周期性

根据访问结合历史资料，推测区内浅层破坏具有周期性的特点。当地村民反映，研究区山坡表面时有零星的滑塌现象，2015年“彩虹”台风期间山坡出现大量滑塌。参考《海丰县志》的记载，大跃进（1958—1960 年）至20 世纪70 年代末，由于森林过度砍伐、盲目开荒、挖树头草根作燃料等，海丰境内山体（研究区原属海丰县管辖）的森林大量消失，水土流失十分严重，80年代后通过封山育林等措施，水土流失逐步缓解。根据县志的记载结合对当地老年人的访问，估计研究区山体在上世纪50年代末至70年代末浅层破坏较为严重、发生频率较高，80 年代以后得到缓解，直至最近2015 年又大量发生，这2个时间段间隔约35年，其发生频率为低频（20～100 a/次）。这反映一次大的台风暴雨过程触发韧性剪切带山体较薄弱部位产生滑塌，已破坏部位露出基岩，短期内不易再破坏，未滑塌部位地质环境条件相对较好，斜坡暂时不具备浅层破坏群发的条件，但区域地块正在缓慢抬升，剥蚀作用仍较强烈，地质环境经过很长一段时间孕育后又会形成滑塌群发的条件，在台风暴雨的诱发下产生群发性的破坏。

初步判断区内的浅层滑塌发生频率低，间隔周期较长，但目前所了解的仅是最近一次大致的时间间隔，有关周期性的判断是初步的推测，还不具备时间上的统计学意义。

6 结论

1）深汕区是莲花山断裂带韧性剪切带的主要展布区之一，宏观上强烈的韧性剪切作用形成不同尺度、多组密集的结构面，使区域岩体的完整性和均匀性大幅降低。微观结构方面，韧性变形后的岩石有限应变较高，岩石的结构与构造产生改变，岩石的强度降低，为滑塌的群发提供良好的物质基础。韧性变形后的岩石成层性较好，风化后具有清晰的剧强风化界面，韧性变形使片理面等主要结构面普遍呈弯曲波状的形态，结构面的转折容易使结构面外倾临空，为滑塌的群发提供良好的剪出条件。韧性剪切带斜坡结构具有浅层透水性好，下伏岩面相对隔水的特征，降雨入渗容易形成沿基岩面较强的渗流作用，为滑塌的群发提供良好的水动力条件。

2）深汕区韧性剪切带在2015 年“彩虹”台风期间产生密集的浅层滑塌现象，主要是土体与全风化沿基岩顶面产生滑塌，单体规模为小型，滑塌体厚度一般0.5～3.0 m。滑塌主要产生于韧性变形强烈—中等的区域，大部分滑塌产生于距脆性断层500 m距离以内，发生频度与距断层距离呈反比；地形地貌方面，滑塌主要产生于高丘陵、低丘陵区和低山区坡度＞25°的斜坡地带，分布密度与坡度基本呈正相关，滑塌大部分分布于倾向东、南东和南向的斜坡；滑塌最易发生在原岩为软硬砂泥岩互层的地层中，其次为较坚硬火山碎屑岩、软弱层状泥质岩、较硬块状火山熔岩，花岗岩区数量极少；顺向坡中最容易产生浅层滑塌，其次为斜向坡和横向坡。

3）深汕区韧性剪切带内浅层滑塌是在山体缓慢上升的构造背景下承受着较强烈的剥蚀作用、在以韧性剪切作用为主的构造作用形成的较弱本底条件下，受人类种植等活动的影响其本底条件进一步弱化，斜坡在台风叠加暴雨的诱发下产生的群发性浅层破坏现象。区内的浅层滑塌具有迁移性、自愈性、扩展性的特点，初步分析浅层滑塌群发还具有发生频率低和周期性的特点。

本文研究了深汕区莲花山断裂带韧性剪切带斜坡破坏的特征与机理，总结了该区浅层滑塌的分布规律，为深汕区韧性剪切带的地质灾害风险区划与地质灾害防治提供了理论基础，也可为其他类似构造影响带的地质灾害与水土保持研究提供借鉴。但还是存在一些不足：如缺少岩矿分析的资料，对于不同类型原岩、不同程度变形岩石的矿物成分和微观结构破坏特征研究深度还不够；韧性剪切带的水文地质条件、岩土体的水理性质研究比较缺乏；缺少宏观时间尺度山体破坏的历史资料，在周期性变化方面的评价较为欠缺；本研究的范围仅限于深汕区，在地域方面有一定的局限性。未来可从以下方面深化：扩大地域范围，最好包括莲花山断裂带典型韧性剪切带的展布区，以得到更为全面客观的结论；加强韧性剪切带岩石矿物成分、微观结构、水文地质条件和地质灾害关系的研究；开展浅层滑塌地质灾害链的研究；从浅层向深部拓展，研究韧性剪切带中—深层破坏的可能性与发生机理。