周保，彭建兵，殷躍平，李小林，魏剛，馬小強

1）長安大學地質工程與測繪學院，西安，710054；

2）長安大學西部礦產資源與地質工程教育部重點實驗室，西安，710054；

3）青海省地質環(huán)境監(jiān)測總站，西寧，810100

4）中國地質環(huán)境監(jiān)測院，北京，100081；

5）青海省環(huán)境地質勘查局，西寧，810100

內容提要：黃河上游拉干峽—寺溝峽段共發(fā)育特大型滑坡116處，群尖盆地無論是數(shù)量還是強度上都占到了絕對優(yōu)勢，這與其所處的特殊構造部位和昆黃運動時期各大斷裂帶運動性質的轉變直接相關；高原掀斜式隆升過程導致各大支流水系特大型滑坡西岸多發(fā)于東岸。研究區(qū)特大型滑坡有明顯的4個群發(fā)期，各期都有其不同的觸發(fā)因素，50 ka和30 ka屬構造和氣候的耦合成因，10 ka為構造觸發(fā)，5 ka為降雨所致。

黃河上游拉干峽—寺溝峽段特大型滑坡（方量超過1×107m3）高密度發(fā)育，沿黃河兩岸10000 km2范圍內就發(fā)育特大型滑坡116處。該區(qū)構造上隸屬于南祁連塊體與西秦嶺塊體的交接部位、青藏高原與黃土高原的過渡地帶，以積石峽為界，西部為快速隆升的青藏高原，東部為相對隆升的黃土高原，此處對高原隆升響應強烈；多數(shù)學者研究認為昆黃運動時期（李吉均等，1991；崔之久等，1998）即 1.1 Ma左右黃河溯源侵蝕切開積石峽（潘保田等，1996）開始進入青藏高原。隨后在早更新世末—中更新世初，約 0.6 Ma（鄭紹華等，1985；李吉均等，1991，2001；）黃河切開李家峽，0.15 Ma左右切開龍羊峽（李吉均等，1991；潘保田等，1991，1994；趙振明等，2003），研究區(qū)全段進入河流形成演化階段。但對于晚更新世以來黃河上游該段的構造演化卻很少有人涉及（趙振明等，2003；李小林等，2007）。一些學者在本次研究區(qū)也做了一些有益的年代學研究工作（彭建兵等，1997；李小林等，2007；吳慶龍等，2009），但還存在很多不同的意見和看法，彭建兵等（1997）研究認為積石峽地區(qū)的滑坡多覆于I級階地之上，結合階地形成年代及馬兒坡東滑坡后緣湖湘層物質的14C測年結果（8.5±0.4 ka），認為該區(qū)滑坡多發(fā)在8～9 ka間；吳慶龍等（2009年）對積石峽馬兒坡東滑坡的堰塞湖湖相沉積主要采取14C的方法進行了年代學研究，結合堰塞湖的沉積速率推算出了滑坡的形成年代大約在1820 B.C.～1725 B.C.之間，并認為滑坡發(fā)生到潰決只用了短短幾天時間。李小林等（2007）通過對李家峽階地的14C測年結果，結合“共和運動”以來黃河的侵蝕切割已使兩岸形成350m的高陡斜坡，認為18～29 ka是一個特大型滑坡的集中群發(fā)期，另外考慮到3～8 ka是一個溫暖濕潤期，及滑坡TL測年結果認為此期也是一個群發(fā)期。以上研究由于樣本數(shù)較少且測年方法單一，并不能較為全面的反映該區(qū)特大型滑坡的群發(fā)期，本次采用的OSL測年方法在時間尺度上可保證晚更新世以來的滑坡事件不被遺漏。特大型滑坡的群發(fā)應該是始于某種特殊的構造背景或氣候背景條件下，是強烈新構造運動或溫濕古氣候的一種響應，特大型滑坡的形成與高原隆升到底有沒有成生關系的必然性，與古氣候的演化又有什么關系，這些都是本文探討的主要問題。研究古（老）特大型滑坡的群發(fā)特性，對新構造運動的分期及古氣候的研究都有十分重要的科學意義。

1 孕育背景條件

1.1 地形地貌

研究區(qū)地形主要以盆山相間的串珠狀盆地為主，流水侵蝕作用在其流經的山地峽谷和丘陵盆地帶形成了多級階地和剝蝕、侵蝕山地；地貌形態(tài)類型可劃分為：平原（包括被切割的高臺地）、丘陵、山岳三大基本類型和8個地貌類型亞區(qū)（圖1）。特大型滑坡分布主要集中在構造侵蝕低山丘陵和龍羊峽右岸高陡斜坡地帶。構造侵蝕低山丘陵區(qū)主要分布于各盆地的邊緣地帶，地質歷史時期長期受黃河側蝕、下切作用及支流水系的切割影響，致使多處地段三面或三角形臨空，臨空面高達400～600 m，為特大型滑坡的形成提供了良好的地形地貌條件。

1.2 地層巖性

區(qū)內從古元古界—新生界地層均有分布，但易滑地層主要為古近系—新近系泥巖、砂巖及下更新統(tǒng)湖相半成巖的粘土巖和上更新統(tǒng)黃土。區(qū)內古近系—新近系紅層沉積厚度大，主要為泥、砂巖互層結構，且多在泥巖頂部、砂巖底面易形成軟弱結構面，加之紅層可溶鹽含量高，在干燥情況下有較高的結構強度，基于其粘結和溶鹽膠結特性，其物理力學性質又表現(xiàn)為遇水易崩解，抗剪強度急劇下降特性。另外龍羊峽庫區(qū)右岸的湖相層粘土巖由于其力學強度低，遇水易造成溶鹽流失的特性也成為區(qū)內主要易滑地層。綜上所述，可溶鹽膠結地層是區(qū)內主要易滑地層。

1.3 地質構造

自高原強烈隆升以來，地質構造對特大型滑坡形成發(fā)育的控制就已經開始，持續(xù)擠壓應力作用下盆地邊緣開始隆起，內部斷陷，為特大型滑坡的物質沉積提供了有利地形條件，之后的構造抬升使侵蝕基準面降低，黃河溯源侵蝕切開各峽口，盆地內部開始轉入河流形成演化階段，每一期的構造抬升均在岸坡地帶以基座階地的形成體現(xiàn)，最終塑造了適宜特大型滑坡產生的地形地貌條件。此外每一階段的強烈構造運動都會造成隆起帶及周緣地區(qū)應力集中，斷裂構造及節(jié)理裂隙發(fā)育，這些結構面為后期特大型滑坡的發(fā)育提供了優(yōu)勢拉裂或剪切滑動面，并成為降雨入滲的通道，對特大型滑坡的形成具有控制性作用。與此同時本文對隆起帶及峽谷區(qū)特大型滑坡的分布發(fā)育研究發(fā)現(xiàn)，隆起帶及峽谷區(qū)特大型滑坡絕大多數(shù)與斷裂構造具有很好的線性相關性（圖3）。

2 特大型滑坡分布發(fā)育規(guī)律

2.1 空間分布發(fā)育特征

研究區(qū)特大型滑坡分布具有明顯的空間分布不均特性，干流兩岸、支流兩岸、各盆地、各隆起帶都有不同的特性（表1）。

干流兩岸：干流兩岸特大型滑坡占研究區(qū)滑坡總數(shù)的25%，方量卻占總方量的43%。多以整體推移式為主、且多堵塞或推移過黃河。分布發(fā)育的總體特點是數(shù)量小、強度大，右岸在發(fā)育數(shù)量和強度上都高于左岸。

支流兩岸：支流特大型滑坡占研究區(qū)滑坡總數(shù)的75%，方量只占總方量的57%。多數(shù)以逐級牽引式破壞為主，滑動速率較慢。分布發(fā)育的總體特點是數(shù)量大、但強度并不高，群尖盆地發(fā)育強度最大。此外對研究區(qū)各盆地及峽谷區(qū)一些主要支流進行了統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，各支流水系上特大型滑坡的分布普遍具有西岸強于東岸的特性。

各盆地區(qū)：各盆地特大型滑坡占研究區(qū)滑坡總數(shù)的85%，方量只占總方量的89%，是研究區(qū)特大型滑坡的主發(fā)區(qū)。除共和盆地為早更新世湖相層滑坡外，其余均為新近系地層滑坡。其中群尖盆地在發(fā)育強度和數(shù)量上都占絕對優(yōu)勢。

各隆起帶：隆起帶內特大型滑坡占到研究區(qū)特大型滑坡總數(shù)和總方量的15%和11%。均由前第三系地層滑坡和侵入巖滑坡組成，隆起帶特大型滑坡一顯著特性為多數(shù)滑坡嚴格受斷裂帶控制。

2.2 時間分布發(fā)育特征

分期特征研究的理想情況是對研究區(qū)每一個滑坡進行測年，這顯然是不現(xiàn)實的，我們挑選了10處具有代表性的滑坡（圖4），采用了14C和OSL兩種方法進行了測年。

群發(fā)分期的前提是對古滑坡形成年代較為準確的測定和對層狀地貌的統(tǒng)一把握。同一個盆地，由于其階地形成及演化遵循或者符合同一種模式或過程，形成年代應該大體相同，故同一個盆地發(fā)育的不同滑坡如覆蓋在同一級階地，則可以近似被認為是同期形成；由于黃河側向侵蝕等原因，導致階地關系不明顯時，可通過滑坡前緣高程和對岸或臨近地區(qū)階地高程或已知滑坡前緣高程做類比的方法推算滑坡發(fā)生的年代?；谝陨险J識和測年結果（OSL樣品測年工作在中國科學院鹽湖資源與化學重點實驗室的釋光測年實驗室完成，14C樣品測年工作由西安加速器質譜中心完成）（表2），筆者等共對研究區(qū)特大型滑坡分為明顯的4個群發(fā)期，分別為：50 ka左右、30 ka左右、10 ka左右及5 ka左右（周保等，2014）。

圖1 黃河上游拉干峽—寺溝峽段地貌類型分區(qū)與特大型滑坡分布圖Fig.1 Geomorphy type and large-scale landslides distribution map in Lagan Gorge to Sigou Gorge of the Upper Yellow River

圖2 黃河上游拉干峽—寺溝峽段地層巖性與特大型滑坡分布圖Fig.2 Formation lithology characters and large-scale landslides distribution map in Lagan Gorge to Sigou Gorge of the Upper Yellow River

3 特大型滑坡成因研究

3.1 特大型滑坡與青藏高原隆升

高原北部三疊紀全線退海，遞進式隆升在中新世中期（13Ma左右）才抵達唐古拉山及昆侖山地區(qū)（彭建兵，2006），故而古近紀時期研究區(qū)構造運動并不強烈，主要表現(xiàn)為各盆地緩慢下陷或呈洼地形態(tài)；新近紀早期劇烈的構造運動使各盆地強烈斷陷，研究區(qū)進入以湖相、河湖相為主的沉積時代，期間沉積了一套內陸湖相碎屑巖地層。這一地層為之后特大型滑坡在貴德盆地、群尖盆地及循化盆地的發(fā)育奠定了豐厚的物質基礎。

新構造運動尤其是昆黃運動以來，青藏高原北部各大斷裂帶的運動性質開始逐漸轉變?yōu)樽呋祦碛嵉龋?990；國家地震局，1992，1993，1999；滕瑞增等，1994；侯康明等，1999；）。在這一構造背景影響下，青藏高原北部的NNW向山脈開始加速隆升，研究區(qū)亦表現(xiàn)為分割各盆地的NNW向隆起帶開始加速隆升（周保等，2009），而對于群尖盆地，其南部的控制性斷裂為分割祁連塊體和西秦嶺塊體的區(qū)域性深大斷裂即青海南山—西秦嶺北緣斷裂帶，對各期的構造響應明顯，但對于分隔群尖與循化盆地的德恒隆隆起帶，其實為單向地塹式構造，在循化盆地一側不發(fā)育斷層，故而應力主要集中在群尖盆地，昆黃運動以來的構造抬升在研究區(qū)主要集中在群尖盆地，致使現(xiàn)今該盆地的切割深度最大，達920m，為之后特大型滑坡在該盆地的集中發(fā)育奠定了十分有利的地形地貌條件。

表1黃河上游拉干峽—寺溝峽段特大型滑坡統(tǒng)計簡表Table 1 Statistical summary table of large-scale landslides in Lagan Gorge to Sigou Gorge of the Upper Yellow

表2測年數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Table 2 Dating data table

表3階地統(tǒng)計表Table 3 terrace table

表4觸發(fā)因素篩選表Tab4 triggering factors screening table

圖3 黃河上游拉干峽—寺溝峽段主控斷裂與特大型滑坡分布圖Fig.3 Main control fracture and large-scale landslides distribution map in Lagan Gorge to Sigou Gorge of the Upper Yellow River

圖4 黃河上游拉干峽—寺溝峽段特大型滑坡分布及取樣位置示意圖Fig.4 Large-scale landslides distribution and sampling location diagram in Lagan Gorge to Sigou Gorge of the Upper Yellow River

高原隆升幅度在研究區(qū)黃河南北岸的差異導致多數(shù)地段干流區(qū)右岸侵蝕切割強烈，相對于左岸特大型滑坡多發(fā)，尤其是受青海南山—西秦嶺北緣區(qū)域性深大斷裂帶的影響，群尖和循化盆地表現(xiàn)為右岸抬升幅度大于左岸，右岸遭受侵蝕，左岸堆積，這就導致黃河右岸在分布密度和強度上要高于左岸的現(xiàn)狀。另外，高原掀斜式隆升過程使支流西岸遭受侵蝕切割，東岸堆積，造成西岸特大型滑坡無論是數(shù)量還是強度上都遠超于東岸的根本原因。共和運動使龍羊峽被切開（潘保田等，1991；李吉均等，1996；趙振明等，2001，2003），導致區(qū)內共發(fā)育了多達12級的階地，對50 ka和30ka的兩期構造運動都有記錄（表3）。除一級階地為堆積階地外，其余均為基座階地。強烈的構造抬升降低了侵蝕基準面，造成黃河及其支流水系強烈下切，為特大型滑坡的產生提供了必要的臨空和高陡斜坡等地形條件。

3.2 特大型滑坡與古氣候演化

結合特大型滑坡的分期特征，本文重點分析對應于各個群發(fā)期的古氣候研究現(xiàn)狀。

50～30ka的這兩期滑坡與古氣候及降雨事件有很好的對應關系，此期屬間冰階的異常高溫期，是一個青藏高原普遍的異常溫暖濕潤時期，降水有4成至成倍的增長，范圍包括了青藏高原北側，高原泛湖在此期發(fā)育（施雅風等，1999，2002；賈玉蓮，2004；鄭綿平，2006；陳可造，1990）。全新世以來進入冰后期階段，氣候總體特點是普遍轉暖，5 ka左右是個溫濕氣候（張彭熹，1994），這一期特大型滑坡與降雨有很大關系。

3.3 觸發(fā)因素塞選

50ka左右研究區(qū)在氣候方面對應于間冰階，是異常高溫期，雨強應該是很大的，而此期的構造運動屬共和運動第二幕，全區(qū)都有構造響應，反映最強烈的是瓦里貢山隆起帶，結合測年數(shù)據(jù)及區(qū)域地層對比，50ka左右的滑坡集中在群尖盆地西部，循化盆地的CLG滑坡也發(fā)生在此期，推測瓦里貢山隆起帶上的滑坡同期發(fā)生。觸發(fā)滑坡的因素可能是降雨與地震的耦合。

30ka左右時期，在氣候方面已被很多人認為是個很強的夏季風事件，降雨成倍增加，高原發(fā)育廣泛的泛湖，構造方面屬共和運動第二幕的收尾階段，李家峽切出了55m的T3（表3），說明在區(qū)域性深大斷裂的影響下，扎馬山至少隆起了55m。據(jù)測年數(shù)據(jù)顯示，30 ka是一個特大型乃至巨型滑坡多發(fā)的時期，主要集中在群尖盆地黃河右岸。認為此期滑坡的形成與降雨有很大關系，但地震觸發(fā)的可能性很大。

10 ka左右在氣候方面對應于新仙女木時期，是末次冰期的最后一個寒冷事件，故不具備降雨誘發(fā)的條件，在構造方面，本期屬共和運動第三幕。普遍認為Ⅰ級階地形成于此時期，但階地構造成因不明顯，階地最大切深20m，位于尖扎洼家灘、循化、積石峽河段，正好與同期的特大型滑坡集中發(fā)育相吻合，這很可能就是構造抬升的結果。

5ka左右構造運動不強烈，但氣候方面大多數(shù)學者普遍認同是個暖濕的環(huán)境條件，青海民和喇家文化層（夏正楷等，2003）的突然消失就是一個強有力的佐證。此期滑坡集中發(fā)育在黃河支流水系兩岸，并普遍覆于支流水系河床的砂亂礫石層之上。由于雨水豐沛，龍羊峽右岸遠離黃河的半成巖湖相層坡腳處，不定期的遭受洪水侵蝕，多發(fā)特大型滑坡，推測前幾期滑坡的再次解體就發(fā)生在此階段。

綜上所述，研究區(qū)特大型滑坡的4個群發(fā)期都有其主要的觸發(fā)因素（表4）

4 結論

經實地調查發(fā)現(xiàn)，黃河上游拉干峽—寺溝峽段共發(fā)育特大型滑坡116處，主要集中在構造侵蝕低山丘陵和龍羊峽右岸高陡斜坡地帶，含鹽地層是區(qū)內滑坡多發(fā)的主要地層，峽谷區(qū)及隆起帶內滑坡與斷裂構造有很好的線性相關特性。

特大型滑坡空間分布不均，群尖盆地無論是數(shù)量還是強度上都占到了絕對優(yōu)勢，這與其所處的特殊構造部位和昆黃運動時期各大斷裂帶運動性質的轉變直接相關；高原掀斜式隆升過程導致各大支流水系特大型滑坡西岸多發(fā)于東岸。

研究區(qū)特大型滑坡有明顯的4個群發(fā)期，各期都有其不同的觸發(fā)因素，50 ka和30 ka屬構造和氣候的耦合成因，10 ka為構造觸發(fā)，5 ka為降雨所致。