（地质工程专业论文）广东地质灾害类型、时空分布特征及成因分析.pdf

摘要 地质灾害越来越成为影响人居和生产生活环境安全的重要制约因素。系统而 深入剖析广东境内各种地质灾害的时空分布特征、致灾机理及区域地质背景对其 制约，是宏观上把握各种地质灾害的分布形态、规模及其可能危害的关键，是预 测各种可能的地质灾害、指导相关防治工作的基础，也是帮助减轻地质灾害对各 种生产和建设活动甚至生命财产造成损失的基础。 本研究以广东为对象，在前人工作的基础上，重点分析区域地质灾害类型、 时空分布特征及成因，并取得如下主要结论和认识： ( 1 ) 广东地质灾害类型较多，有地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、 地面沉降、地裂缝、水库溃决、风暴潮、水土流失等。其中以崩塌、滑坡及地面 塌陷为主要灾种。 ( 2 ) 广东主要地质灾害的分布格局受自然、环境地质条件控制，人为因素 影响又使之更为复杂。广东省地质灾害的空间分布具有明显的区域耦合性，还具 有地带性和区域性的发育特征。 ( 3 ) 广东地质灾害发生具有一定的时间分布特征。自1 9 7 0 年以来，广东省 主要地质灾害呈明显的波动性，存在两个低发期和两个高发期。在年度上，广东 地质灾害发育时间与降雨集中期( 4 9 月) 一致，时间上具有很好的一致性。 ( 4 ) 广东省地质灾害的形成、演变和发展受自然环境和人为因素的影响， 具有区域分布不均、局部异常强烈的群发性和不规则的准周期性特点。影响地质 灾害变化的自然条件和社会经济条件决定了广东未来时期地质灾害发展的趋向 和基本态势。整体分析，今后广东地质灾害仍然处于活跃期。 ( 5 ) 广东地质灾害的主要成因是：地质环境条件、降雨、人为活动。其中， 地质环境条件是地质灾害发生的基础，降雨是产生地质灾害的重要原因，人为工 程活动加剧了地质灾害的发生。 ( 6 ) 广东地质灾害的成因可归纳为自然因素和人为因素两大类。其中：自 然因素主要包括岩石的风化、降雨的渗透、水流侵蚀作用及地震等；而人为因素 主要来自于各种人类工程活动和矿山开采过程。自然因素为地质灾害的发生提供 了基础条件，人为因素则加剧了地质灾害的发生和发展。 ( 7 ) 崩塌、滑坡及地面塌陷是广东主要地质灾害，可采取如下防治措施： 对崩塌可采取修筑拦挡建筑物、支撑与坡面防护、锚固、灌浆加固等方法；对滑 坡可采取排出地表水和地下水、减重与加载、抗滑挡土墙、抗滑桩等方法；对地 面塌陷可采取清除填堵、跨越、强夯、灌注等方法。 关键词：地质灾害；时空分布；成因分析；广东 t y p e s ，s p a t i o t e m p o r a ld i s t r i b u t i o na n do r i g i no f g e o l og i c a ld is a s t e r si ng u a n g d o n g ( c h i n a d ls a s t e r su a n g o o n gn a )g e o l 0 9 1 c a l l l 夕 a b s t r a c t g u a n g d o n gi sae c o n o m i cp o w e ri nc h i n a i t sr a p i de c o n o m i cd e v e l o p m e n t n e e d sas e c u r e g e o l o g i c a le n v i r o n m e n t t h ei m p a c to fg e o l o g i c a l d i s a s t e r sh a s i n c r e a s i n g l yb e c o m et h er e s u l to ft h el i v i n ge n v i r o n m e n to fs e c u r i t yc o n s t r a i n t s t h e u n s t a n d i n gt og e o l o g i c a ld i s a s t e r si ng u a n g d o n gi ss i g n i f i c a n tt oa v o i da n dm i t i g a t e t h ee f r e c to fg e o l o g i c a lh a z a r d st ol i v e sa n dp r o p e r t y , s a f e g u a r d i n gs o c i a ls t a b i l i t ya n d p r o t e c t i n gt h ee c o l o g i c a l ，e n v i r o n m e n ta n dr e s o u r c e st op r o m o t es u s t a i n a b l ee c o n o m i c a n ds o c i a ld e v e l o p m e n ti ng u a n g d o n g i nt h i ss t u d y , g u a n g d o n gi st a k e na sa i le x a m p l et h r o u g ht h es y s t e m a t i c c o l l e c t i o n ，a n a l y s i so nt h ep r e v i o u ss t u d i e s ，f o c u s i n go na n a l y s i so ft y p e sa n d c h a r a c t e r i s t i c sa n dc a u s e so fs p a t i a la n dt e m p o r a ld i s t r i b u t i o no fg e o l o g i c a ld i s a s t e r s i ti sc o n c l u d e dt h a t ： ( 1 ) g e o l o g i c a ld i s a s t e r si nt h ed i s a s t e r - c a u s i n gf a c t o r sc a n b ed i v i d e di n t on a t u r a l a n du n n a t u r a l ( a n t h r o p o g e n i c ) f a c t o r s ( 2 ) g e o l o g i c a le n v i r o n m e n ti st h eb a s i so fg e o l o g i c a ld i s a s t e r s ，i tc a nb ed i v i d e d i n t oi n t e r n a la n de x t e r n a lc o n d i t i o n si nt w ow a y s ( 3 ) t h ep r i m a r yg e o l o g i c a ld i s a s t e r si ng u a n g d o n ga r ee a r t h q u a k e s ，a v a l a n c h e s ， l a n d s l i d e s ，m u d r o c kf l o w s ，毋o m l ds u b s i d e n c e ，l a n ds u b s i d e n c ea n ds oo n ( 4 ) t h eg e o l o g i c a ld i s a s t e r so fg u a n g d o n ga r ed i s t r i b u t e d 谢t ht h ec h a r a c t e r i s t i c s o fz o n a t i o na n dr e g i o n a lc o u p l i n g ( 5 ) t h e r ei sw a v ep r o p e r t ys i n c e19 7 0 s ，i nw h i c ht h e r ea l et w oh i g ha n dl o w p e a k sf o rt h eg e n e r a t i o no ft h eg e o l o g i c a ld i s a s t e r si ng u a n g d o n g e v e r yy e a r , t h e t i m ef o rt h eg e n e r a t i o n so ft h eg e o l o g i c a ld i s a s t e r si si na c c o r d a n c ew i t ht h er a j n y i i i t i m e ( 6 ) i ng u a n g d o n g ，t h ef o r m a t i o no fg e o l o g i c a ld i s a s t e r s ，e v o l u t i o na n dt h e d e v e l o p m e n ta lea f f e c t e db yn a t u r a la n dm a n - m a d ef a c t o r s ，t h e yh a v et h ef e a t u r e so f u n e v e nd i s t r i b u t i o no fr e g i o n a la n dl o c a la n o m a l ya n di r r e g u l a rf e a t u r e s f r o mt h e o v e r a l la n a l y s i so fg e o l o g i c a ld i s a s t e r si nt h ef u t u r e ，g u a n g d o n gi ss t i l li nt h ea c t i v e p h a s e ( 7 ) i ng u a n g d o n g ，t h e m a i nc a u s e so f g e o l o g i c a l d i s a s t e r sa l e g e o - e n v i r o n m e m a lc o n d i t i o n s ，r a i n f a l l ，h u m a na c t i v i t i e s ( 8 ) i ng u a n g d o n g ，t h ec a u s e so fg e o l o g i c a ld i s a s t e r sc a l lb er e d u c e dt ot h e n a t u r a lf a c t o r sa n dh u m a nf a c t o r s ( 9 ) c o l l a p s e ，l a n d s l i d e sa n dg r o u n ds u b s i d e n c ea l et h em a j o rg e o l o g i c a ld i s a s t e r s i ng u a n g d o n g f o rc o l l a p s ew ec a l lt a k em e a s u r e so fc o n s t r u c t i o no fl a n d s l i d e b u i l d i n g s ，s u p p o r ta n dp r e v e n t i o na n dc o n t r o lm e a s u r e ss u c ha ss l o p ep r o t e c t i o n ；f o r l a n d s l i d e sw ec a nt a k em e a s u r e so f d i s c h a r g eo fs u r f a c ew a t e ra n dg r o u n d w a t e r ， a n do t h e rw e i g h tc o n t r o lm e a s u r e sa n dl o a d ；f o rg r o u n ds u b s i d e n c ew ec a l lt a k e m e a s u r e so ff i l l i n ga n da c r o s s k e yw o r d s ：g e o l o g i c a ld i s a s t e r , f e a t u r eo fs p a t i o t e m p o r a ld i s t r i b u t i o n ，o r i g i n ， g u a n g d o n g ( c h i n a ) i v 论文原创性声明内容 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：孙超 日期：二o o 九年十月二十六日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的 电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许 论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编 入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论 文。保密的学位论文在解密后使用本规定。 学位论文作者签名：孙超 导师签名：卜 日期：二oo 九年十月二十六日日期：年月日 1 1 地质灾害概念 第1 章绪论 地质灾害是指以地质作用为主要原因引起的自然灾害，即在地质营力作用 下，因地壳物质运动或地质自然环境变化，造成人类生命财产损失或导致人类赖 以生存与发展的资源、环境发生严重破坏的现象或过程( 张梁等，2 0 0 2 ：国土资 源部，2 0 0 3 ) 由此定义可知，地质灾害的内涵包括致灾的动力条件和灾害事件的 后果两个方面( 张梁等，2 0 0 2 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) ： ( 1 ) 地质灾害是由地质作用产生的，包括内动力地质作用和外动力地质作 用。随着人类活动规模的不断扩大，人类活动对地球表面形态和物质组成正在产 生愈来愈大的影响。因此，在形成地质灾害的动力中还包括人为活动对地球表面 系统的作用，即人为地质作用。 ( 2 ) 只有对人类生命财产和生存环境产生影响或破坏的地质事件才是地质 灾害。而那些仅仅是使地质环境恶化，没有破坏人类生命财产和生产、生活环境 的地质事件，则只是一种灾变，不构成灾害。例如，同样是崩塌、滑坡、泥石流， 发生在荒无人烟地区，没有造成人类生命财产的损毁，不能称为灾害；如果发生 在社会经济发达的地区，造成不同程度的人员伤亡和财产损失，则称为灾害。 1 2 前人研究进展及存在未解决的科学问题 地质灾害作为自然灾害，由于其危害性，引起国际国内学者的关注( f e d e d c o & m a r c o ，2 0 0 7 ：d a v i d ，2 0 0 7 ；w a n g ，2 0 0 7 ；h a ne ta 1 2 0 0 7 ：夏法和黄玉昆，1 9 9 5 ： 闰满存等，2 0 0 1 ：朱照宇等，2 0 0 2 ：张建国和魏平新，2 0 0 3 ：刘会平等，2 0 0 4 ：蔡 立梅等，2 0 0 6 ：蔡立梅等，2 0 0 7 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) 。地质灾害的类型、时空分布特 征、致灾机理以及对人居和生产生活环境安全的影响都是研究的热门课题( 张建 国和魏平新，2 0 0 3 ：刘会平等，2 0 0 4 ；何冬晓等，2 0 0 7 ) 。 广东省是一个地质灾害频发、危害性大的地区。自上个世纪以来人们就已经 开始了对该地区地质灾害的广泛关注( 广东省地质环境监测总站，1 9 9 2 ：刘以宣 等1 9 9 2 ：夏法和黄玉昆，1 9 9 5 ：刘瑞化等1 9 9 8 ：蔡立梅等，2 0 0 6 ) 。在1 9 9 0 年， 广东省地质矿产局就委托广东省地质环境监测总站开展“广东省地质灾害调查、 地质灾害区划及地质灾害勘查、监测、防治规划 工作，收集、调查研究和汇总 广东省历史上各种地质灾害，对大的地质灾害进行建档、建卡( 广东省地质环境 监测总站，1 9 9 2 ) 。刘以宣等( 1 9 9 2 ) 系统和全面地论述华南沿海地质灾害的类型 和发育规律。刘瑞化等( 1 9 9 8 ) 讨论了广东近年地质灾害的特点。夏法和黄玉昆 ( 1 9 9 5 ) 将全省地质灾害划分为三个区、七个亚区，对灾害发展趋势进行预测。 张建国和魏平新( 2 0 0 3 ) 认为广东地质灾害主要诱发因素是降雨和人类工程活动， 根据自然环境条件和致灾作用特征将全省划分为5 个地质灾害区陆显超等 ( 2 0 0 6 ) 对广东省地质灾害进行了预测分区研究。2 0 0 4 年广东省国土资源厅编 制了广东省地质灾害防治规划( 图1 - 1 ) ( 广东省国土资源厅，2 0 0 4 ) 。刘会平等 ( 2 0 0 4 ) 论述了广东地质灾害的时空分布及防治对策。宫清华等( 2 0 0 7 ) 对广东 地质灾害预报预警现状及发展对策进行了研究。丁丽光( 2 0 0 6 ) 介绍了广东省地 质灾害危险性评估的发展情况。闰满存等( 2 0 0 0 ：2 0 0 1 ) 对广东沿海陆地地质灾 害、控制因素及防治对策进行分析。朱照宇等( 2 0 0 1 ：2 0 0 2 ：2 0 0 3 ) 对广东沿海陆 地地质灾害时空分布特征、区划及控制因素进行了研究。易顺民( 2 0 0 7 ) 、邓雄 业和易顺民( 2 0 0 8 ) 分别对广东滑坡活动的时间分布规律、崩塌地质灾害的时空 分布特征进行系统的研究此外，宋艳华等( 2 0 0 8 ) 、蔡慕荛等( 2 0 0 7 ) 、陆巍峰 ( 2 0 0 7 ) 和蔡立梅等( 2 0 0 6 ) 分别对清远市、梅州市、湛江市、广州市的地质灾 害进行了研究。 虽然对广东地质灾害的研究不少，但对广东地质灾害类型及其时空分布特征 和成因仍有待深入分析( 朱照宇等，2 0 0 2 ；刘会平等，2 0 0 4 ：易顺民，2 0 0 7 ：邓雄 业和易顺，2 0 0 8 ) 2 1 3 选题依据和意义 广东是中国的经济大省，其经济的高速可持续发展迫切需要一个安全的地质 环境。地质灾害越来越成为影响人居和生产生活环境安全的重要制约因素。尽管 前人对广东地区地质灾害进行了一定的研究，但并没有形成一个比较完整的系 统，影响相关的管理及预测( 闰满存等，2 0 0 0 ：朱照宇等，2 0 0 2 ：张建国和魏平 新，2 0 0 3 ：刘会平等，2 0 0 4 ) 。 系统而深入剖析广东境内各种地质灾害的时空分布特征、致灾机理及区域地 质背景对其制约，是宏观上把握各种地质灾害的分布形态、规模及其可能危害的 关键，是预测各种可能的地质灾害、指导相关防治工作的基础，也是帮助减轻地 质灾害对各种生产和建设活动甚至生命财产造成损失的基础。这将有利于社会的 稳定，生态、环境与资源的保护，最终促进广东经济社会的可持续发展。 l4 研究内容及关键科学问题 本研究以广东为例，重点探讨区域地质灾害类型、时空分布特征及成因，主 要研究内容包括： ( 1 ) 广东境内地质灾害的主要类型 ( 2 ) 广东境内地质灾害的时空分布特征及演化规律 ( 3 ) 广东境内地质灾害的主要成因 1 5 完成的工作量 本研究是在前人研究的基础上，开展广东地质灾害类型、时空分布特征及成 因分析研究。主要工作量包括：( 1 ) 系统收集、分析前人研究成果：( 2 ) 分析广 东地质灾害发生的区域地质背景；( 3 ) 结合作者工作岗位，收集、分析若干广东 地质灾害案例；( 4 ) 划分广东地质灾害的类型；( 5 ) 剖析广东地质灾害的时空分 布特征、演化规律及成因。 4 第2 章地质灾害分类与成因研究评述 2 1 一般分类 前人研究表明( 张梁等，2 0 0 2 ：国土资源部，2 0 0 3 ) ，地质灾害的种类繁多， 除地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷外，还有地面沉降、地裂缝、矿 井突水、冲击地压、瓦斯突出、矿井及地下工程热害、煤自燃、河湖水库灾害、 水土流失、土地荒漠化、土地盐渍化、特殊岩土工程地质灾害、海水入侵、冻融 等近3 0 种灾害。 受内动力和外动力作用，影响地质灾害的因素很多( 张梁等，2 0 0 2 ：国土资 源部，2 0 0 3 ) 。基于出发点的不同，地质灾害存在多种划分方案。在现行的划分方 案中( 张春山等，2 0 0 0 ：张梁等，2 0 0 2 ：国土资源部，2 0 0 3 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) ，根 据地质灾害形成的动力可划分为：内动力地质灾害、外动力地质灾害、人为动力 地质灾害；根据地质灾害的活动过程分为突发性地质灾害、缓发性或累进性地质 灾害等( 表2 - 1 ) 。 表2 1 地质灾害分类体系表 灾害灾型灾种 突变型地震灾害、火山灾害 地球内动力活动灾害类 缓变型构造地裂缝灾害 斜坡岩土体运动( 变形破坏) 突变型崩塌灾害、滑坡灾害、泥石流灾害 灾害类 突变型地面塌陷灾害、非构造地裂缝灾害 地面变形破裂灾害类 缓变型 地面沉降灾害 突水灾害、冲击地压灾害、瓦斯突出 突变型 矿山与地下工程灾害类 灾害 缓变型煤层自燃灾害、矿井与地下工程热害 5 突变型 岸坡崩塌灾害、管涌灾害、堤坝溃决 河湖水库灾害类灾害 缓变型河湖港口淤积灾害 海洋及海岸带灾害类 缓变型海水入侵灾害、海岸侵蚀灾害 突变型黄土湿陷灾害、砂土液化灾害 特殊岩土工程地质灾害类 软土触变灾害、膨胀土胀缩灾害、冻 缓变型 土冻融灾害 土地荒漠化灾害、土地盐渍化灾害、 土地退化灾害类缓变型 土地沼泽化灾害、水土流失灾害 据国十资源部( 2 0 0 3 年) 和何冬晓等( 2 0 0 7 ) 2 2 主要成因 地质灾害的致灾因素很多，可分为自然因素和非自然( 人为) 因素( 张梁 等，2 0 0 2 ：国土资源部，2 0 0 3 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) 。其中，自然因素主要表现为地质 构造、地形地貌、气候等；而人为因素主要是指人类活动及社会经济建设导致的 致灾。这两方面因素共同决定了地质灾害的类型、发育程度、活动规律及其危害 程度( 国土资源部，2 0 0 3 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) 。 2 2 1 地质灾害形成的自然条件 统计资料显示( 张春山等，2 0 0 0 ；张梁等，2 0 0 2 ：国土资源部，2 0 0 3 ：何冬晓 等，2 0 0 7 ) ，地质灾害的致灾自然因素主要包括地形地貌、地质构造、气候以及植 被四个方面，其具体影响大致如下： ( 1 ) 地形地貌 地质灾害的发生与地形地貌存在密切的关系，甚至受地貌类型和地形形态的 严格控制( 何冬晓等，2 0 0 7 ) 。就各种地质灾害而言，崩滑流与地形地貌的关系表 现最为密切。据调查统计( 国土资源部，2 0 0 3 ：宋艳华，2 0 0 8 ) ，崩滑流灾害主要 发育在海拔1 0 0 0 - - 3 5 0 0 米的中山区，其数量占总数的4 3 ，其次发育在低山、 高山、高原，少量发育在丘陵区( 表2 2 ) 。从局部地形看，崩滑流集中发育在 6 地形起伏剧烈，沟谷切割严重的地带。其中崩塌主要发生在坡度大于5 5 、高差 大于3 0 米、坡度凹凸不平的陡峭崖坡上；滑坡多发生在坡度为1 5 - 4 0 。斜坡上； 泥石流多发生在8 。 - - 4 0 ，且有较大水面积的山坡或沟谷中( 国土资源部，2 0 0 3 ： 何冬晓等，2 0 0 7 ) 。 表2 - 2 不同地貌类型崩滑流发育数量统计表 高原 地貌类型平原沙漠丘陵 低山中山 高山极高山 黄土高原 其他高原 崩滑流数 0031 84 31 081 44 量百分比 据国十资源部( 2 0 0 3 年) 根据已有工作( 夏法和黄玉昆，1 9 9 5 ：张梁等，2 0 0 2 ：国土资源部，2 0 0 3 ；朱 照字等，2 0 0 3 ：何冬晓等，2 0 0 7 ：邓雄业和易顺民，2 0 0 8 ) ，地面沉降主要发生在沿 海平原和一些内陆盆地；地裂缝主要发生山前倾斜平原和河谷瓮地；水土流失主 要发生在黄土高原以及内地、丘陵地区；土地荒漠化主要发生在沙漠及边缘地带； 土地盐渍化主要发生在地势低平的沿海平原和内陆盆地；海水入侵和海岸侵蚀发 生在滨海地带。 ( 2 ) 地质构造条件 地质构造条件是地质灾害的主要影响因素，尤其表现在工程建设方面( 张梁 等，2 0 0 2 ；国土资源部，2 0 0 3 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) 。地质构造条件主要包括岩土性质 与岩土构造、地质构造与新构造活动、地下水活动及水文地质条件等。这些因素 既是各种地质灾害形成的基础条件，而且是一些地质灾害活动的直接诱发因素。 i j 人工作表明( 张梁等，2 0 0 2 ：国土资源部，2 0 0 3 ：张建国和张超群，2 0 0 8 ) ，形成 崩塌的岩石多为性质坚硬，而且断裂和裂缝发育、结构不完整的的块状岩石，如 石灰岩、厚层砂岩、砂砾岩等；形成滑坡的岩石多为黄土、黄土状土、人工填土 等松散土类和千枚岩、泥质页岩等，其性质比较软弱，且常夹有泥岩、板岩、构 造破碎岩等软弱夹层，遇水后极易软化，形成滑动面；泥石流不仅需要爆发性水 源，而且需要大量固体碎屑物，这些固体碎屑物主要为残积、坡积、洪积、冲积 7 碎石、砂砾石和粘性土，其中碎石和砂砾石母岩主要为易风化剥蚀的变质岩和碎 屑岩，粘性土主要为黄土。 前人工作表明( 夏法和黄玉昆，1 9 9 5 ：刘瑞化等，1 9 9 8 ：何冬晓等，2 0 0 7 ：宫 清华等，2 0 0 7 ) ，第四系冲积、湖积、海积的粘性土和粉细砂，通常结构松散，极 易压缩变形，是形成地面沉降的主要岩石；岩溶发育的碳酸盐岩，其或者裸露地 表，或者上覆厚度不大的第四系沉积物，经常形成岩溶塌陷；黄土、膨胀土、淤 泥质软土、冻土是经常发生工程地质灾害的主要岩土。 通过研究显示( 国土资源部，2 0 0 3 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) ，地质构造和新构造活 动在很大程度上决定了地质灾害类型及其发育程度。大量资料表明( 夏法和黄玉 昆，1 9 9 5 ；何冬晓等，2 0 0 7 ) ，在断裂构造发育、新构造活动强烈，特别是在差异 构造活动显著地区，地形起伏剧烈，岩土结构不完整，岩石破碎，因此不仅是崩 滑流多发区或密集带，而且是地裂缝以及水土流失，岩爆等灾害多发区。强烈的 地下水活动不仅对崩滑流等灾害的形成起到推波助澜的作用，而且常常是导致地 面塌陷、地面沉降、地裂缝以及矿井突水、海水入侵等多种地质灾害的直接原因。 ( 3 ) 气候条件 在诸多影响因素中，气候条件对各种地质灾害的发生非常重要，常常引起质 变。中国位于亚洲大陆东部，濒临太平洋，季风气候显著，具有较明显的纬度和 经度分带特征，加上疆域辽阔，地形复杂，具有多种多样的气候类型，因此暴雨、 干旱、冰雹等许多不良气候因素常常成为多种多样的地质灾害的诱发因素( 国土 资源部，2 0 0 3 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) 。 气候条件主要包括降水、气温、风等因素。降水，特别是暴雨强度，是诱发 崩滑流的主要因素。其中降雨诱发的崩塌、滑坡、泥石流灾害占地质灾害总数的 6 5 ( 何冬晓等，2 0 0 7 ) 。 根据前人研究( 国土资源部，2 0 0 3 ) ，我国崩滑流主要分布在年降水量较高， 特别是暴雨集中的地区，主要发生在暴雨频发的夏季。这种特征以泥石流更加突 出。据统计( 何冬晓等，2 0 0 7 ) ，我国泥石流主要分布在平均降水量4 0 0 毫米以上 的地区，其发育数量约占总数的9 0 ( 表2 - 3 ) ；主要发生在每年的6 - - 8 月，其 发生频率约占全年的7 6 ( 表2 - 4 ) 。 表2 - 3 泥石流分布与降水量关系统计表 年降水量唧 1 0 0 0 泥石流数量百分比 281 61 82 43 2 据国土资源部( 2 0 0 3 年) 表2 - 4 泥石流爆发频率逐月统计表 月份 l234567891 0 1 1 1 2 泥石流爆发频率 000291 83 42 41 021o 据国十资源部( 2 0 0 3 年) 暴雨是导致水土流失的重要外动力因素，对地面塌陷、地裂缝、矿井突水、 黄土湿陷等灾害也有重要影响。气候变化是冰川型泥石流、冻融型泥石流的直接 诱因( 国土资源部，2 0 0 3 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) 。这两种类型泥石流都分布在高寒地 区，当这些地区随季节变化气温升高后，大量冰川积雪和冻土消融，激发泥石流 活动，因此其多发期为每年4 , - - , 8 月份。此外，气温变化造成冻土厚度、分布范 围发生变化，因此导致冻融灾害。 ( 4 ) 植被条件 在地质灾害的诸多因素中，植被条件的重要性也是不可忽略的。森林、植被 的严重破坏，是导致水土流失、土地沙漠化以及崩滑流灾害的重要原因( 张春山 等，2 0 0 0 ：国土资源部，2 0 0 3 ) 。因此这些灾害极易发生在森林植被稀少的地区。 2 2 2 地质灾害形成的人为因素 尽管地质灾害表现为自然灾害，但它与人类活动和社会经济条件存在着密切 的关系。诸多事例表明( 张梁等，2 0 0 2 ：国土资源部，2 0 0 3 ：刘瑞化等，1 9 9 8 ) ， 地质灾害与人类活动和社会经济之间常常相互影响、相互制约。一方面，地质灾 害危害人类活动，破坏社会经济发展；另一方面，随着生产力水平的不断提高， 人类对自然资源和地质环境的开发利用能力越来越强，对多种地质灾害的形成与 发展产生日益强烈的影响。人类对地质灾害活动具有双重效应( 张梁等，2 0 0 2 ：何 冬晓等，2 0 0 7 ：宫清华等，2 0 0 7 ) 。一方面通过保护资源、改善自然环境、防治灾 9 害等途径，削弱或遏制地质灾害活动，减轻地质灾害破坏损失；另一方面，由于 过度开发资源和肆意破坏地质环境，促使地质灾害活动加剧，破坏造成的损失增 加。 地质灾害发展的人为活动可大致分为直接作用和间接作用两个方面( 刘瑞化 等，1 9 9 8 ：宫清华等，2 0 0 7 ：何冬晓等，2 0 0 7 ) 。直接作用主要是人类活动直接引发 多种地质灾害，主要包括：在铁路、公路、桥梁、房屋等工程建设以及采矿活动 中，因开挖、加载等原因，导致崩塌、滑坡等地质灾害。间接作用主要是某些人 类活动使地质自然环境恶化，进而导致一些地质灾害的发生和发展。这种作用主 要是坡地耕植、林木乱砍滥伐、过载放牧、超量开发利用水资源等活动，使森林 植被、土地资源、水资源遭到破坏，进而导致水土流失、土地荒漠化以及崩滑流 等灾害不断加剧。这种作用虽然不一定会直接引发地质灾害事件，但由于对区域 环境的破坏，所以对地质灾害活动具有更加深远影响。 i 0 第3 章广东地质灾害发生的区域地质背景 广东地质灾害的出现明显受到区域地质背景的制约。正确认识广东区域地质 背景是分析广东地质灾害的重要基础。 3 1 地层 广东省省内各时代地层分布广泛，从下元古晁至新生界均有发育。各时代地 层具体如下( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ：杨慧，2 0 0 5 ：黄于新，2 0 0 7 ：张广 平，2 0 0 7 ) ： ( 1 ) 元古代 元古界为浅海类复理石碎屑岩建造，以夹多层变质火山岩为特征。沿复式背 斜的核部，出露于粤西北区的连山鹰扬关、粤西区云开大山、粤东北区的梅县、 和平九连山等地。下元古界寒武系八村群及陀烈群，以类复理石碎屑岩为主，局 部夹碳酸盐岩类。 ( 2 ) 古生代 下古生代地层遍布全省，岩性主要为碎屑岩类，且已不同程度受变质作用。 在粤西及粤中地区为变质砂岩、板岩、片岩、千枚岩、硅质岩及变质凝灰岩；在 粤北、粤东为浅变质砂、页岩。 上古生代地层主要分布在粤北、粤东北，岩性为灰岩和含煤砂泥质岩类。奥 陶系下中统为笔石页岩相，中上统为类复理石碎屑岩建造，粤西区则以含壳相化 石的碎屑岩为主。志留系为半深水笔石页岩相沉积。上述地层组成华南褶皱系的 基底。泥盆系中、上统以陆相一浅海相碎屑岩为主，于粤北、粤西、粤中区见碳 酸岩沉积。石炭系及下二叠统下部以浅海台地相碳酸盐岩为主夹海陆交互相及浅 海相碎屑岩。上二叠统以海陆交互相含煤碎屑岩为主，具准地台型性质。 ( 3 ) 中生代 早中生代地层主要分布在粤中、粤东两地，岩性为砂页岩，其中： 下中三叠统，在粤北区为浅海碳酸盐沉积过渡到滨海湖泊相碎屑岩；粤中区 以碎屑岩为主。印支运动开始了广东大陆以断陷为主的发展阶段。上三叠统以明 显角度不整合覆于下伏地层之上，粤东区艮口群以浅海一滨岸相碎屑岩为主，局 部夹火山岩；粤中及粤北区为海陆交替含煤碎屑岩；粤西区小云雾山群为陆相含 煤碎屑岩，沿断裂带呈珍珠状分布。 对下侏罗纪地层中金鸡组以海相碎屑岩为主；桥源组为海陆交互相，局部夹 火山岩。中侏罗统漳平组为湖泊相红色碎屑岩沉积，普遍含火山凝灰质。粤北区 中侏罗统马梓坪群以山间盆地相粗碎屑岩为主。上侏罗统高基坪群分布于粤东地 区，为巨厚的陆相火山碎屑岩及熔岩堆积。 白垩纪至第三纪为内陆湖瓮地堆积的一套红色碎屑岩和火山岩系。除珠江口 及北部湾瓮地外，普遍以陆相红色碎屑岩为主夹多层火山岩及膏、盐沉积，近海 见滨岸沼泽相及海相含油页岩沉积。 ( 4 ) 新生代 第三系，除珠江口及北部湾盆地外，普遍以陆相红色碎屑岩为主央多层火山 岩及膏、盐沉积，近海见滨岸沼泽相及海相含油页岩沉积。在雷琼地区，新第三 系则为海相沉积的松散碎屑岩类央玄武岩。 第四纪为陆相及海滨沉积，以沿海地区最为发育，岩性为砂、砾( 卵) 石、 亚砂土、亚粘土和淤泥。在雷琼区及粤东区见火山角砾岩及凝灰岩( 图3 1 ) 。 1 2 u u 鞘i ：_ _ 曩 l 瓣_ 嚣oi)喀*k峰簧*r鞲 醯峰鼋雕婚l一_匝 3 2 岩石 3 2 1 火山岩 前人工作表明( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ) ，火山岩在广东省内分布极为广泛。 自震旦纪至第四纪有过多次火山活动的发生，岩石类型发育较全，各时代火山岩 累计最大厚度可达1 0 6 8 3 m ，出露总面积达1 4 8 0 0 平方米。岩浆活动总的趋势是 酸性到基性，按地质时代可分为四个大的火山活动期( 黄于新，2 0 0 7 ：张广 平，2 0 0 7 ：杨慧，2 0 0 5 ：尹家衡和黄光昭，1 9 9 7 ；广东省地质矿产局，1 9 8 8 ) ：加里 东期、华力西一印支期、燕山期和喜马拉雅期，共有2 4 个火山喷发旋回分布在各 含火山岩地层中。 加罩东期火山岩主要分布于粤北始兴地区，岩性为英安质和流纹质火山岩。 燕山期火山岩主要发育于粤东地区，沿莲花山断裂带两侧北东向分布，主喷发期 集中于晚侏罗世和早白垩世，岩石类型有安山质一安质一流纹质火山岩组合。喜马 拉雅期火山岩集中分布于琼雷坳陷和河源、三水等断陷篙地中，是我国东南沿海 新生代玄武岩最发育的地区，也是环西太平洋新生代火山岩带的重要组成部分。 3 2 2 侵入岩 广东侵入岩广泛发育，其中以粤中及粤东沿海地区最为集中( 广东省地质矿 产局，1 9 8 8 ：黄于新，2 0 0 7 ：张广平，2 0 0 7 ) 。侵入岩分布面积约6 0 0 0 0 平方公里。 按其侵入时代划分，可分为加里东期、华力西期、印支期、燕山期、喜马拉雅期 等。其中以燕山期为最主要，又可再划分为五个侵入期及三个补充侵入期，是广 东侵入岩的主体。喜马拉雅期侵入岩分布极少。加里东期侵入岩主要分布于粤西 云开大山、广州一博罗、兴宁一梅县、开平、广宁一四会等地。岩石类型主要为花 岗岩类，少量花岗闪长岩。华力西一印支期侵入岩仅局部见于粤西信宜和粤北扶 西、龙川古寨等地，岩性主要为中( 细) 粒斑状黑云二长花岗岩、中粒斑状角闪 黑云花岗闪长岩及花岗闪长岩、石英闪长岩等。燕山期侵入岩占广东侵入岩面积 6 0 以上，几个著名的大岩基，如诸广山、贵东一大东山、连阳、佛岗、新兴和大 埔岩体都是燕山期岩浆侵入的产物( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ；廖文波等，1 9 9 7 ： 杨慧，2 0 0 5 ：罗春科，2 0 0 5 ：黄于新，2 0 0 7 ：张广平，2 0 0 7 ) 。该期侵入岩绝大部分 1 4 属花岗岩类，黑云二长花岗岩、黑云花岗岩，主要分布于粤北、粤西和粤中地区； 角闪黑云二长花岗岩、角闪黑云花岗闪长岩，主要分布于粤东及粤中地区：燕山 晚期( 白垩纪) 碱长花岗岩主要分布于粤东汕头地区。喜马拉雅期侵入岩常见于 粤东沿海，主要是辉长岩、辉绿岩。 3 2 3 变质岩 受地质背景所决定，广东的变质岩相当发育( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ) 。变 质作用的时代自晚元古代持续至中生代，变质作用多样，形成了类型多样的变质 岩类，其中以区域变质岩、接触变质岩及动力变质岩为主，区域变质岩分布最广， 空间上与前泥盆纪地层分布一致。主要为浅变质岩，即板岩、千枚岩、变质砂岩 类和石英岩类等。变质程度一般为低角闪岩相一低绿片岩相。 3 3 地质构造 广东地域濒临太平洋，地壳活动频繁而强烈，在地质发展历史过程中，由于 历次构造运动的叠加和干扰，各期表现形式各不相同，因此构成一幅错综复杂的 构造图像( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ：廖文波等，1 9 9 7 ：杨慧，2 0 0 5 ：罗春科，2 0 0 5 ： 黄于新，2 0 0 7 ：张广平，2 0 0 7 ) 。其中，加里东运动及印支运动表现以褶皱作用为 主，燕山运动则以强烈的断裂作用和广泛的以酸性为主的岩浆侵入和喷发活动为 特征，喜山运动以断块作用及基性岩浆的喷出活动为主要标志，受多期构造运动 的影响，形成一系列以东西向、南北向、新华夏、华夏系等构造体系( 丘元禧，1 9 8 5 ： 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ：张珂等，1 9 9 2 ：丘元禧等，1 9 9 8 ：张珂等，1 9 9 9 ) 。从空 间的展布来看，随着构造阶段由老到新，地壳活动的强烈中心有自北往南逐渐迁 移的趋势。热矿水分布与以岩浆岩带的形态为表征的南北向构造带和以巨型断裂 带及岩浆岩带相伴出现的新华夏系比较密切。 3 3 1 褶皱 前人研究表明( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ) ，广东的褶皱构造线方向主要是北 东向和东西向，两者构成了网状构造骨架，它们的交汇处常由于联合复合而形成 弧形构造( 图3 - 2 ) 。在加里东期形成基底褶皱，主要包括：( 1 ) 九连山一佛冈 1 5 一郁南复背斜带：发育于震旦纪至早古生代变质岩及混合岩中，由一系列北东向 的背斜和向斜组成：( 2 ) 焦岭一增城一腰古一云开复背斜带：发育于震旦纪至早 古生代变质岩和混合岩中，由一系列褶皱组成：( 3 ) 琼中复背斜带：发育于元古 代及早古生代变质岩中；( 4 ) 瑶山复背斜：此复背斜是加里东和印支两期运动的 产物，主要发育于震旦纪和寒武纪地层中。 海西一印支期形成的盖层褶皱发育于晚古生代及中、下三叠统地层，以过渡 型褶皱为特征，微褶曲发育，并常与同向高角度断层同步产出，褶皱轴线多变， 但以北东向为主( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ：张珂和黄玉昆，1 9 9 5 ：廖文波 等，1 9 9 7 ：黄于新，2 0 0 7 ：张广平，2 0 0 7 ) 。其中主要包括：( 1 ) 北江复式向斜：北 东方向展布于仁化、韶关、英德一带，主要由曲江复式向斜和英德复式向斜组成， 以短轴褶皱为特征；( 2 ) 春湾复式向斜：挟持于吴川一四会深断裂带中，北东走 向延长近1 0 0 公里，次级褶皱发育，常为箱状褶皱；( 3 ) 英德弧形褶皱：由一系 列呈斜列的背斜、向斜组成，伴有同向的平行断裂，整体在空间上呈北西一东西 一北东方向展布，为一向南凸出的弧形构造；( 4 ) 清远一高要“s 形褶皱：挟 持于佛冈一丰良、高要一惠来、吴川一四会断裂带之间的晚古生代地层中，由 1 0 多个因循相连的次级褶皱组成，构造线呈东西一北东一东西向排列。 晚三叠以后，广东地壳进入了大陆边缘活动带阶段( 张珂等，1 9 9 2 ：丘元禧 等，1 9 9 8 ：黄于新，2 0 0 7 ) 。这一阶段，断裂和断块作用以及岩浆活动特别强烈， 因褶皱作用较弱，以形成宽展型褶曲为特征。其基本形态可分为两种：一种见于 晚三叠纪和侏罗纪沉积岩及火山岩系中，以穹状短轴褶皱为特征，主要轴向为北 东；另一种见于白垩纪及第三纪红色盆地中，形成平缓向斜、拱曲或单斜构造。 1 6 1 基底褶皱：九连山一佛冈一郁南复背斜带；蕉岭一增城一腰古一云开复背斜带；六堡一夏 郢复向斜：五点梅复向斜；那崖复向斜；瑶山复背斜；蕉岭复背斜 2 盖层褶皱：( 1 ) 郴县一环集复式向斜；( 2 ) 北江复式向斜：( 3 ) 春湾复式向斜；( 4 ) 廉江复 式向斜；( 5 ) 东坡一连州复式向斜；( 6 ) 瑶山复式向斜；( 7 ) 蕉岭复式向斜：( 8 ) 英德弧形褶 皱；( 9 ) 贵子弧褶皱；( 1 0 ) 清远一高要“s ”形褶皱 图3 2 广东省主要褶皱分布示意图 据张广平( 2 0 0 7 ) 3 3 2 断裂 在广东，褶皱作用愈强烈的地区，断裂也愈发育( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ：廖 文波等，1 9 9 7 ：杨慧，2 0 0 5 ：罗春科，2 0 0 5 ：黄于新，2 0 0 7 ：张广平，2 0 0 7 ) 。断裂在 空间上部分是褶皱构造同时生成的纵断裂及相应的横断裂，产出方位常与褶皱轴 线一致，因此。另一部分发育于褶皱作用微弱的地区，断裂长达数百公里甚至上 千公里，为定向延伸的高角度断裂和横断裂，伴有同向数百米至数公里宽的动力 变质带。 广东境内共有1 0 0 0 多条断裂( 广东省地质矿产局，1 9 8 8 ：张广平，2 0 0 7 ) 。其 中有2 6 条为深大断裂( 图3 3 ) 在时间上，由于发生了多次构造运动，愈老的 断裂经历多次的改造、强化或遭破坏，以致有些断裂生成时期难以确定，如加里 东以前的断裂，因遭受后期构造运动的干扰和破坏，其产状、性质均带很大的推 1 7 断性；燕山运动以后的断裂，因规模大，延伸长，受后期构造干扰少、保存好、 识别就比较容易。 1 、深断裂带 广东深断裂包括有北东向的吴川一四会深断裂带、恩平一新丰深断裂带、莲 花山深断裂带、河源深断裂