活动断裂带与滑坡灾害的形成

作者：郭长宝 袁浩 倪嘉伟 杨志华 吴中康

活动断裂又称活动断层，一般是指晚更新世（12.6万年）以来曾经活动过，或现今正在活动，并且在将来一段时间仍有可能活动的断裂。活动断裂往往沿一个方向组成带状延伸发育，构成活动断裂带，大型活动断裂带一般宽5~10千米，延伸几百千米以上。世界上最长的断裂带是东非大裂谷，它由板块张裂形成，绵延近6000千米，长度约为地球周长的1/7，最大宽度可达几十至200千米，从卫星照片上看犹如一道巨大的伤疤。活动断裂带在我国的分布也很密集，如著名的龙门山断裂带、红河断裂带、郯庐断裂带和鲜水河断裂带等。

活动断裂带往往是不同板块、不同地块的结合带，是地壳的相对薄弱带。而且，活动断裂带内应力场复杂，除了诱发极为严重的地震灾害、断错建设于其上的建筑外，也是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的集中发育带。据统计，我国已查明的近30万处滑坡灾害隐患点中，约有接近一半位于活动断裂密集发育的西南高山峡谷区。

滑坡是一种破坏性极强的外动力地质灾害，主要是指斜坡上的岩土体在降雨、人类工程扰动、地震等作用下发生快速下滑的一种自然现象，往往造成人员伤亡、田地毁坏、房屋掩埋、河流堵塞等严重灾难，而沿着断裂带发育的滑坡灾害更具有规模大、速度快、复发频繁等特点。如2000年5月，沿嘉黎-察隅断裂带发生易贡高位远程滑坡；2008年，沿龙门山断裂发生的汶川八级强震，诱发滑坡2万余处；2018年10月和11月先后2次发生滑动的西藏白格滑坡也位于金沙江断裂带内。这些地质灾害实例表明，活动断裂带内滑坡灾害发育密集且危害严重，已经给人类生命财产安全造成极大威胁。

为什么沿活动断裂带滑坡灾害极为发育、危害如此严重呢？

首先，活动断裂带内历史构造活动频繁，在构造挤压和走滑等作用下，断裂带内岩体极为破碎，为滑坡灾害的发生提供了基本岩体条件。

地球的形成经历了极其漫长复杂的过程，形成了不同类型的岩浆岩、沉积岩和变质岩。在未受外界条件扰动之前，花岗岩、砂岩等岩体完整性好、力学强度极高，而在断裂活动、地震扰动后，其岩体力学强度发生急剧变化，多为原岩强度的1/3~1/5，所以沿活动断裂带也成为了地质灾害高易发区。地质工作者开展了地质灾害高易发区的1:5万地质灾害调查与填图，建立了地质灾害数据库，研究发现在鲜水河活动断裂带、巴塘活动断裂带等活动性较强的活动断裂带内，滑坡灾害在越靠近断裂的地方发育越密集，如鲜水河断裂带两侧各10千米的调查范围内，约有80%的滑坡灾害发生在距断裂带3千米范围内，同时约有三分之一的地质灾害发育于距断裂带500米范围内，鲜水河断裂带直接穿越并控制着55道班滑坡、呷拉宗滑坡等目前正在强烈变形的滑坡。钻探表明，组成这些滑坡灾害的岩体结构极为破碎，已失去原岩结构，部分岩体的强度仅为粘性土的程度。在降雨、地下水渗流活动作用下，其强度会降至更低，为滑坡的形成和发育提供了内在因素。因此活动断裂带区域内一旦受降雨入渗、河流侵蚀、人类活动扰动、地震等作用，便容易触发大规模的滑坡灾害，造成极大损失。

四川炉霍县沿鲜水河断裂带发育的55道班滑坡发育特征

其次，活动断裂的蠕滑造成斜坡应力场复杂，导致斜坡失稳破坏形成滑坡灾害。

根据断裂的活动方式差异，活动断裂主要有蠕滑活动和粘滑活动两种类型，我们常见的地震即是在断裂粘滑作用下形成的灾害。

断裂蠕滑是指断裂带的两盘以微小的速率发生相反方向的位错，如浑河断裂每年平均活动距离约为1毫米，仅为2根头发丝的宽度；鲜水河断裂带蠕滑速率平均为每年7-10毫米，仅为小拇指的宽度。虽然蠕滑型断裂的活动速率通常较小，但是它会导致穿越于其中的斜坡应力场发生转变，在长时间作用下会引起斜坡的失稳变形破坏。在安宁河断裂每年约6.5毫米的活动作用下，引起了沿断裂带5千米内的应力场异常、岩体结构破碎，地质灾害极为发育，沿断裂带发育泥石流沟144条、滑坡45个，2018年7月29日，雅西高速公路石棉县境内发生两次山体滑坡，导致西昌至成都方向交通两度中断，这些滑坡都位于安宁河断裂带内。由此可见，断裂蠕滑作用虽然非常缓慢，但经过长时间累加，其引起的地质灾害却不可忽视。

第三，活动断裂粘滑主要是指在地壳遭受长期挤压作用下，沿断裂带积蓄的能量超过岩石破裂极限时，沿断裂带发生长距离错动形成地震，故粘滑型断裂又称“地震断裂”。在地震的同时会诱发大量崩塌、滑坡、地裂缝等地质灾害，并且其造成的损失往往大于地震本身，2008年四川汶川八级强震诱发了2万余处崩塌、滑坡等斜坡地质灾害，地震滑坡灾害沿龙门山断裂呈带状分布，其中地震加速度越大、地震烈度越大、越靠近断裂的区域，滑坡地质灾害发育越密集，地震滑坡造成了重大的人员伤亡和经济损失。

地震滑坡具有触发时间短、体积大、破坏性强等特点，特别是地震诱发的高位远程滑坡极为发育，该类型的高位远程滑坡形成过程主要分为地震抛掷-撞击崩裂-高速滑流三个阶段，如北川县城城西滑坡，在地震的作用下，启动时约200万方的岩土体斜向上高位抛出，飞速下滑撞击下部基岩并铲刮滑动，形成的滑坡体总体积约480万方，滑坡体掩埋了滑坡下方数百间房屋和1600余人，是汶川地震触发的最严重的滑坡灾难，举世罕见。唐家山滑坡下滑时间仅30秒就堵塞河流，形成库容1.45亿立方米的唐家坝堰塞湖，其水量相当于10个杭州西湖，一旦发生溃坝，形成的洪水及涌浪将对下游造成毁灭性的影响。

2008年汶川地震诱发地质灾害与断裂分布图

我国活动断裂带密集分布，沿断裂带地质灾害多发、频发，对城镇安全、国家铁路、公路、水利水电等工程建筑设施危害严重。活动断裂带地质灾害具有成灾机理复杂、隐蔽性强、突发性显著等特点，因此，为科学促进防灾减灾，特别是对于高山峡谷区活动断裂带重大地质灾害防治，需要加强活动断裂带发育特征与活动性调查、地质灾害成灾机理调查与监测预警，做好活动性强的地质灾害的技术防治和群测群防。

（作者单位：中国地质科学院地质力学研究所）