石建軍, 李保珠, 李 鵬, 黃 杰

(1.昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院, 云南 昆明 650093; 2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院, 云南 昆明 650051)

元謀大斷裂對(duì)東山地區(qū)泥石流發(fā)育的控制作用

石建軍1, 李保珠1, 李 鵬2, 黃 杰2

(1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院,云南昆明650093; 2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院,云南昆明650051)

[目的] 研究元謀斷裂對(duì)東山泥石流溝的控制作用，為該區(qū)泥石流防治提供科學(xué)依據(jù)。 [方法] 基于東山地區(qū)沿線溝谷的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，分析研究元謀斷裂對(duì)東山泥石流溝的控制作用。 [結(jié)果] 元謀斷裂與泥石流溝空間位置關(guān)系對(duì)泥石流的發(fā)育存在著影響，對(duì)東山地形地貌的形成起控制作用，對(duì)東山地層巖性及其工程特性起控制作用，對(duì)元謀縣氣候的形成起控制作用。 [結(jié)論] 元謀斷裂對(duì)東山地區(qū)泥石流的形成起到控制作用，它決定了東山地區(qū)泥石流頻發(fā)的特性。

元謀大斷裂; 元謀盆地; 演化; 影響規(guī)律; 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

文獻(xiàn)參數(shù)： 石建軍, 李保珠, 李鵬, 等.元謀大斷裂對(duì)東山地區(qū)泥石流發(fā)育的控制作用[J].水土保持通報(bào)，2017,37(4)：58-62.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.010； Shi Jianjun, Li Baozhu, Li Peng, et al. Controlling effect of Yuanmou major fracture on debris flow development in Dongshan area[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(4)：58-62.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.010

東山即三臺(tái)山脈江邊至老城段，該段山脈呈南北走向，西側(cè)坡面侵蝕作用強(qiáng)烈，東西向溝谷發(fā)育，各溝谷泥石流發(fā)育及活動(dòng)特性受元謀斷裂帶影響顯著。各溝谷均有泥石流暴發(fā)歷史。其中老城河、大箐河、那控大箐、茂別干河等歷史上均造成過(guò)嚴(yán)重災(zāi)情，根據(jù)災(zāi)情記錄，共計(jì)造成31人死亡，經(jīng)濟(jì)損失6 637.9萬(wàn)元，因此泥石流防災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)也愈發(fā)繁重。泥石流減災(zāi)的一條重要途徑是加強(qiáng)泥石流基礎(chǔ)理論研究工作。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范中未見(jiàn)活動(dòng)斷裂帶對(duì)泥石流影響的論述，以致在治理中往往對(duì)泥石流規(guī)模估計(jì)不足。泥石流是山區(qū)特有的一種突發(fā)性的自然災(zāi)害現(xiàn)象，多見(jiàn)于半干旱和半濕潤(rùn)山區(qū)以及處于退縮階段的高山冰川的邊緣地區(qū)[1]。泥石流是發(fā)生在山區(qū)的一種嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，具有暴發(fā)突然、來(lái)勢(shì)兇猛、運(yùn)動(dòng)快速、歷時(shí)短暫之特點(diǎn)[2-4]。泥石流發(fā)生的動(dòng)力機(jī)制是非常復(fù)雜的，主要受特定的地質(zhì)地貌與惡化的自然生態(tài)環(huán)境所影響，并受異常降雨量的觸發(fā)，泥石流的發(fā)生是各種因素相互組合作用的結(jié)果[5-6]。許強(qiáng)[7]通過(guò)對(duì)2010年清平鄉(xiāng)“8·13”泥石流、映秀紅椿溝泥石流以及龍池泥石流的分析，總結(jié)出“8·13”泥石流具有群發(fā)性、突發(fā)性、破壞性、災(zāi)害鏈效應(yīng)等特點(diǎn)，同時(shí)還具有沿發(fā)震斷裂呈帶狀分布、物源主要來(lái)自于漢川地震觸發(fā)的崩滑堆積物、活動(dòng)形式主要表現(xiàn)為“拉槽”侵蝕等顯著特征。龍門山斷裂帶斷裂褶皺及次生斷裂褶皺發(fā)育，新構(gòu)造活動(dòng)較為強(qiáng)烈，巖體破碎，表層風(fēng)化嚴(yán)重，殘坡積或崩坡積松散物源豐富，為泥石流的形成提供了物源條件。梁京濤[8-9]通過(guò)汶川地震，探討了地震地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域性分布規(guī)律，汶川地震龍門山斷裂帶附近的泥石流沿龍門山斷裂帶呈“帶狀”分布，尤其沿發(fā)震斷裂成帶狀特征非常明顯且沿河流水系成線狀分布的特點(diǎn)。元謀縣東山地區(qū)地質(zhì)地形條件復(fù)雜，多處于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的構(gòu)造侵蝕山區(qū)，同時(shí)山高谷深，溝床比降較大，地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，區(qū)域內(nèi)受元謀活動(dòng)斷裂帶影響，巖體破碎。受地形地貌、巖體性質(zhì)、地層構(gòu)造、氣候等因素影響，東山地區(qū)各種不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，泥石流分布廣泛。因此，如何準(zhǔn)確分析活動(dòng)斷裂區(qū)泥石流發(fā)育特征就成了當(dāng)前研究亟待解決的問(wèn)題[10]。本文基于東山地區(qū)沿線溝谷的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、分析，研究元謀斷裂對(duì)東山泥石流溝的控制作用，從而對(duì)泥石流防災(zāi)減災(zāi)具有顯著意義。

1 東山地區(qū)概況

1.1 地形地貌

東山位于元謀盆地以東，山脈呈南北走向。在元謀大斷裂早期的逆沖運(yùn)動(dòng)抬升、地表風(fēng)化、流水侵蝕等共同作用下，形成如今與西側(cè)盆地相對(duì)高差約1 300 m，東西向溝谷發(fā)育的構(gòu)造侵蝕高中山地貌類型。東山地區(qū)各溝谷上游源頭及兩岸山脊多見(jiàn)斷裂陡崖及斷層陡坎。溝谷兩岸橫斷面多呈V形，溝岸坡度以20°～40°為主，局部地段>40°，切割深度大，各箐溝內(nèi)河床縱坡比降介于29.8‰～168‰，匯水面積介于1.5～15.04 km2。為泥石流的形成提供了良好的孕育條件。而東山山前元謀及江邊壩子地勢(shì)平坦開(kāi)闊，使泥石流具備了堆積條件?？傮w上，東山及山前元謀盆地共同構(gòu)成利于了泥石流暴發(fā)的地形地貌。

1.2 地層巖性

東山地區(qū)地區(qū)分布地層為白堊系—三疊系K2j，K2m，J3s，J2z，J1f及T3s，為“滇中紅層”。該套地層多為硬質(zhì)巖與軟質(zhì)巖互層，層與層的層面結(jié)合力差,當(dāng)巖體解除約束力,出現(xiàn)臨空面時(shí),極易順層面解體滑落；紅層中的泥巖和泥質(zhì)粉砂巖等軟巖具備親水性強(qiáng)、透水性弱,在水的作用下易軟化、塑變,吸水后巖體膨脹,失水后巖體收縮,易崩解,抗風(fēng)化能力弱,抗壓抗剪強(qiáng)度低等特性?？傮w上東山地區(qū)分布的“滇中紅層”為典型易滑、易崩塌地層。

1.3 氣候條件

元謀盆地屬南亞熱帶干熱季風(fēng)氣候，具備典型的干熱河谷氣候特征。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為濕度上的干、溫度上的熱及降雨分散而集中的特點(diǎn)。元謀地區(qū)年均溫21.6 ℃，極端最高溫42 ℃，極端最低溫0.8 ℃，年日照時(shí)數(shù)達(dá)到2 670.4 h，年平均日照時(shí)數(shù)7.3 h/d，日照百分率60%。年平均氣溫為21.9 ℃，≥10 ℃的積溫為7 796.1 ℃。如此充沛的熱量條件加劇了水分的蒸發(fā)，其全年的降水日僅為91 d，90%以上的降雨均集中于6—10月。在以后長(zhǎng)達(dá)半年以上的旱季中，其蒸發(fā)量為降水量的數(shù)10倍?？諝庀鄬?duì)濕度很小甚至達(dá)到0。在如此惡劣的氣候條件下“植物的生長(zhǎng)受到抑制”許多植物難以存活，尤其對(duì)人工栽植的幼樹(shù)的威脅最大。導(dǎo)致森林植被一經(jīng)破壞后難以恢復(fù)，缺水使大面積的土地荒蕪，河谷坡面的表土大面積喪失，露出大片裸土和裸巖地。加劇了地表巖土體的風(fēng)化。元謀地區(qū)年降雨量為583.1 mm，歷年平均蒸發(fā)量：4 146.5 mm。旱季約6個(gè)月(11—4月)降水量不足50 mm，具有非常典型的干濕季節(jié)分明的特點(diǎn)，降雨在季節(jié)上分布不均，極為集中。除季節(jié)降雨分布嚴(yán)重不均外，短時(shí)間降雨量上更具有高度集中性，雨季降水往往在短時(shí)間內(nèi)完成。頻繁暴雨大量集中了全年的降雨量，有些年份的暴雨甚至占到年降雨量的40%以上。

2 元謀大斷裂對(duì)東山泥石流的控制作用分析

東山地區(qū)的地形地貌、地層巖性及氣候特點(diǎn)等條件均有利于泥石流的形成，通過(guò)查閱相關(guān)資料及調(diào)查分析研究，東山地區(qū)現(xiàn)有的泥石流頻發(fā)的環(huán)境條件均與元謀大斷裂有一定關(guān)聯(lián)。

2.1 元謀盆地的演化過(guò)程

元謀盆地位于滇中高原北部，是一個(gè)在川滇南北大斷裂構(gòu)造帶基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的斷陷盆地，長(zhǎng)約30 km，寬約8 km[11]。元謀盆地周圍的夷平面和大姚、武定、昆明的夷平面高度上大致相似，海拔約2 600 m，且本區(qū)的夷平面切割的最新地層是湖相層，有的地方切平了昆陽(yáng)群或K，J地層，經(jīng)區(qū)域?qū)Ρ日J(rèn)為夷平面形成時(shí)代為始新世晚期到中新世晚期。 上新世時(shí)，因來(lái)自近東西向擠壓作用，元謀斷裂活動(dòng)復(fù)活，元謀盆地因元謀斷裂作用形成壓陷盆地，盆地內(nèi)部零星湖泊占據(jù)，主要分布在盆地西側(cè)由基巖崗丘所圍成的洼地中，湖相地層厚度可達(dá)數(shù)10 m。這套湖相地層在元謀斷裂和金沙江深大斷裂的共同作用下，由西北向東南緩傾抬升，小型湖泊沉積間斷。

上新世末期，元謀盆地開(kāi)始斷陷，零散的小型湖泊連成一片，元謀地區(qū)發(fā)生了一次強(qiáng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，元謀盆地兩側(cè)山體緩慢而持久的上升，使基巖山麓和盆地中的一些低矮山梁頂部被河流、湖泊水淹沒(méi)，至盆地西部和中部的縱向隆起的山梁開(kāi)始抬升，盆地沉積相也由下部的湖泊沉積過(guò)渡到河湖交錯(cuò)相，造成區(qū)內(nèi)洪積和沖積現(xiàn)象普遍，盆地東部地區(qū)繼續(xù)斷陷，元謀斷裂北部東山開(kāi)始加劇抬升。

大約1.3 MaBP發(fā)生的“元謀運(yùn)動(dòng)”引起了Qp層及同期的斷陷盆地大規(guī)?？s小，Qp層沉積結(jié)束。該次運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致中生代地層以低角度推覆在Qp層之上，該期間內(nèi)東山山前區(qū)域滑坡、泥石流等災(zāi)害頻發(fā)，并與間斷式的盆地沉降相配合，形成盆地內(nèi)較為典型的泥石流沉積山前洪積扇，洪積扇時(shí)代不盡相同，新、老洪扇接觸關(guān)系明顯，老洪積扇扇頭有切溝發(fā)育，新的洪積扇向老洪積扇下部遷移，規(guī)模比老洪積扇扇體小。主要順沖溝兩側(cè)附近堆積。同時(shí)Qp內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的擠壓褶皺變形，元謀盆地結(jié)束了大面積沉降運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為區(qū)域抬升。在元謀運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有過(guò)自南西向北東的掀斜運(yùn)動(dòng)，這種掀斜運(yùn)動(dòng)可能使龍川江由南向北發(fā)育，并沿元謀斷裂破碎帶切穿了元謀盆地。經(jīng)歷0.8 MaBP的強(qiáng)烈擠壓變形，川滇地區(qū)元謀斷裂帶控制的元謀盆地全面萎縮。隨著元謀盆地的間歇性抬升，龍川江強(qiáng)烈下切，形成多期階地，每期階地形成之后都表現(xiàn)為區(qū)域穩(wěn)定性，以致于在每期階面上發(fā)育紅色鐵質(zhì)風(fēng)化殼。

大致在中更新世中晚期，區(qū)域性構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生改變，在NW—NWW向主應(yīng)力方向的作用下，元謀斷裂的活動(dòng)方式由早期的逆沖逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽呋渥笮巫呋蚣羟凶饔醚貥?gòu)造線發(fā)育了龍街、羊街、化同等盆地。通過(guò)對(duì)元謀盆地的演化分析、根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)研究調(diào)查可知，東山地區(qū)泥石流溝口堆積物分選差，巖性單一，主要為泥巖、砂巖等。堆積物充填“泥包石”，有粘性泥石流特征的流線構(gòu)造、反粒級(jí)一混雜構(gòu)造等宏觀構(gòu)造形態(tài)。從遠(yuǎn)處看，溝口古堆積體呈一定扇形體。崔之久[12]認(rèn)為較大規(guī)模泥石流暴發(fā)時(shí)，大量碎屑物質(zhì)沿較長(zhǎng)的河谷出山口后，由于坡面開(kāi)闊、平緩，往往形成扇形堆積體。綜上所述元謀盆地為東山地區(qū)泥石流古堆積區(qū)。

2.2 元謀大斷裂對(duì)東山地區(qū)泥石流形成影響分析

2.2.1 元謀斷裂與泥石流溝空間位置關(guān)系 元謀斷裂位于元謀盆地以東三臺(tái)山山麓地帶，向北越出境進(jìn)入四川稱昔格達(dá)斷裂，向南進(jìn)入楚雄稱綠汁江大斷裂，總長(zhǎng)達(dá)數(shù)百公里，為川滇塊體內(nèi)部次級(jí)地塊的邊界活動(dòng)構(gòu)造帶[13]，并控制了沿線化同、羊街、元謀等多個(gè)盆地的演化[14,16-17]，對(duì)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造起著控制作用。斷裂總體傾向東，元謀盆地傾向西，是晚新生代青藏高原與云南高原隆起過(guò)程中形成的眾多斷陷盆地之一，傾角74°～90°[18]。斷裂破碎帶明顯，寬50～150 m。西側(cè)巖層傾角較陡，且有弱動(dòng)力變質(zhì)現(xiàn)象，屬壓扭性逆沖斷裂。斷裂東側(cè)為中生界紅層。西側(cè)多為變質(zhì)巖分布，并有多期火成巖侵入，褶皺密集，次一級(jí)斷裂發(fā)育。該斷裂為活動(dòng)性斷裂，主要表現(xiàn)為第四系早期的逆沖和晚期的左行走滑為主的兩個(gè)明顯階段[15-16]。早期逆沖構(gòu)造現(xiàn)象在元謀構(gòu)造帶上發(fā)育普遍，主要表現(xiàn)為盆地東側(cè)中生代“紅層”逆沖至Qp層之上，并導(dǎo)致盆地東側(cè)抬升。晚期的左行走滑為主的構(gòu)造活動(dòng)表現(xiàn)為局部擠壓或張剪運(yùn)動(dòng)特征。早期逆沖活動(dòng)構(gòu)造線平行、斜向交匯在晚期晚期構(gòu)造線的東側(cè)，或兩期構(gòu)造線重合。通過(guò)詳細(xì)調(diào)查及分析，元謀大斷裂與各個(gè)泥石流溝的空間位置基本相似。綜合選擇工作區(qū)內(nèi)老城河泥石流隱患點(diǎn)開(kāi)展大比例尺工程地質(zhì)測(cè)繪工作，依據(jù)典型性和代表性、危險(xiǎn)性的原則，以該個(gè)泥石流為例闡述元謀斷裂與東山地區(qū)泥石流的空間位置關(guān)系。通過(guò)調(diào)查分析可知，活動(dòng)斷裂帶周圍巖體較為破碎，孔隙率大，結(jié)構(gòu)松散，入滲速率大，且多數(shù)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易產(chǎn)生滑坡、崩塌，為泥石流儲(chǔ)備了豐富的松散堆積物來(lái)源。

2.2.2 元謀大斷裂對(duì)東山地形地貌的控制作 上新世末期—中更新世中晚期元謀大斷裂的逆沖作用使東山持續(xù)上升，元謀盆地下陷，尤其在“元謀運(yùn)動(dòng)”過(guò)程中，其形成現(xiàn)今元謀盆地及東山的地貌格局。后期，斷裂多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的擠壓、扭動(dòng),褶皺、斷裂作用對(duì)“滇中紅層”巖體結(jié)構(gòu)造成破壞，加速巖體的風(fēng)化，而后在風(fēng)化剝蝕及流水侵蝕的作用下，形成東山地區(qū)如今利于泥石流暴發(fā)的地形地貌。即東山地區(qū)屬于侵蝕構(gòu)造中高山地貌，總體上地形陡峻，主支溝溝床縱坡降均較大，且呈上游陡、下游趨緩的特點(diǎn)。流域水動(dòng)力條件強(qiáng)大，輸泥石能力較強(qiáng)。特別是流域內(nèi)各支溝呈樹(shù)枝狀分布，再加上長(zhǎng)度、縱坡降、溝道形態(tài)具差異性，為各支溝匯水形成洪峰疊加到達(dá)溝口奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，上游各支溝兩岸及主溝中段左右兩岸分布有較大面積的堆積物，呈殘余的臺(tái)地、扇地等形態(tài)分布，既具備匯水條件又具備豐富物源。而主溝中下游覆蓋層發(fā)育較厚的崩坡積物，雖不利于形成地表徑流，但物源極為豐富，若在水動(dòng)力條件較強(qiáng)的條件下，極易形成特大型泥石流。

通過(guò)調(diào)查分析可知，活動(dòng)斷裂帶周圍巖體較為破碎，孔隙率大，結(jié)構(gòu)松散，入滲速率大，且多數(shù)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易產(chǎn)生滑坡、崩塌，為泥石流儲(chǔ)備了豐富的松散堆積物來(lái)源。

2.2.2 元謀大斷裂對(duì)東山地形地貌的控制作 上新世末期—中更新世中晚期元謀大斷裂的逆沖作用使東山持續(xù)上升，元謀盆地下陷，尤其在“元謀運(yùn)動(dòng)”過(guò)程中，其形成現(xiàn)今元謀盆地及東山的地貌格局。后期，斷裂多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的擠壓、扭動(dòng),褶皺、斷裂作用對(duì)“滇中紅層”巖體結(jié)構(gòu)造成破壞，加速巖體的風(fēng)化，而后在風(fēng)化剝蝕及流水侵蝕的作用下，形成東山地區(qū)如今利于泥石流暴發(fā)的地形地貌。即東山地區(qū)屬于侵蝕構(gòu)造中高山地貌，總體上地形陡峻，主支溝溝床縱坡降均較大，且呈上游陡、下游趨緩的特點(diǎn)。流域水動(dòng)力條件強(qiáng)大，輸泥石能力較強(qiáng)。特別是流域內(nèi)各支溝呈樹(shù)枝狀分布，再加上長(zhǎng)度、縱坡降、溝道形態(tài)具差異性，為各支溝匯水形成洪峰疊加到達(dá)溝口奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，上游各支溝兩岸及主溝中段左右兩岸分布有較大面積的堆積物，呈殘余的臺(tái)地、扇地等形態(tài)分布，既具備匯水條件又具備豐富物源。而主溝中下游覆蓋層發(fā)育較厚的崩坡積物，雖不利于形成地表徑流，但物源極為豐富，若在水動(dòng)力條件較強(qiáng)的條件下，極易形成特大型泥石流。

2.2.3 元謀大斷裂對(duì)東山地層巖性及其工程特性的控制作用

(1) 發(fā)生于大約1.3 MaBP發(fā)生的“元謀運(yùn)動(dòng)”元謀大斷裂逆沖作用導(dǎo)致中生代地層以低角度推覆在Qp層之上，該構(gòu)造作用直接決定了東山地區(qū)的地層分布情況，即東山地區(qū)山體由中生代地層構(gòu)成。

(2) 斷裂多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的擠壓、扭動(dòng),褶皺、斷裂作用對(duì)巖體結(jié)構(gòu)造成破壞，至使巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，加劇表層巖體的風(fēng)化。

因此在構(gòu)造的破壞作用下巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，亦利于風(fēng)化與坡面侵蝕的發(fā)生?？傮w上，東山地區(qū)分布的“滇中紅層”可為泥石流暴發(fā)提供良好的物源。

3.2.4 元謀大斷裂對(duì)元謀縣氣候形成的影響 氣候變化主要受大地地貌格局變化的影響。第四紀(jì)以來(lái)，特別是晚更新世以來(lái)，由于印度板塊的北移，青藏高原及其橫斷山地區(qū)強(qiáng)烈隆起，處于橫斷山中南段滇中高原的元謀同樣經(jīng)歷著強(qiáng)烈的抬升作用。在元謀大斷裂逆沖作用下，形成了元謀盆地，盆地阻擋了了外部水汽的進(jìn)入，加之焚風(fēng)效應(yīng)強(qiáng)烈，進(jìn)而形成現(xiàn)今元謀的氣候條件。該地區(qū)的氣候條件一方面加劇了地表巖土體的風(fēng)化，帶來(lái)嚴(yán)重的水土流失，間接為泥石流形成提供較好的物源條件；一方面為箐溝暴發(fā)泥石流提供了充足的水動(dòng)力條件。利于泥石流的暴發(fā)。元謀干熱河谷特殊的地質(zhì)與地形地貌以及氣候環(huán)境，造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境極為脆弱。隨著元謀縣人口的增加、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)范圍較之以前不斷擴(kuò)大，甚至在以前人類較少開(kāi)展經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的區(qū)域也逐漸得以開(kāi)發(fā)。這為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大推動(dòng)力的同時(shí)，人類活動(dòng)也在部分區(qū)域給生態(tài)地質(zhì)環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響。部分地方由于持續(xù)的、過(guò)度的開(kāi)發(fā)已經(jīng)造成生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的嚴(yán)重惡化。據(jù)張建平等[19-20]的研究顯示，當(dāng)前元謀干熱河谷生態(tài)類型分布上限已達(dá)海拔1 600 m，可見(jiàn)元謀的生態(tài)環(huán)境已十分的脆弱。元謀干熱河谷現(xiàn)代地貌的形成與人類活動(dòng)具有密切關(guān)系，負(fù)面的影響主要是由于亂砍濫伐、坡地開(kāi)墾及超載放牧以及各類工程建設(shè)，經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)等活動(dòng)使得部分地方環(huán)境退化嚴(yán)重、造成泥石流災(zāi)害嚴(yán)重發(fā)育，威脅元謀縣人民的人身安全和財(cái)產(chǎn)。

3 東山地區(qū)泥石流空間分布及發(fā)育活動(dòng)特征

3.1 東山地區(qū)泥石流分布特征

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，東山地區(qū)沿線共分布泥石流溝22條(圖1)，東山泥石流成群、成帶狀廣泛分布，且研究區(qū)內(nèi)泥石流路線多經(jīng)過(guò)高山峽谷區(qū)，易于泥石流發(fā)生發(fā)展，顯著的地形地貌是研究區(qū)泥石流空間分布的重要影響因素之一。調(diào)查區(qū)內(nèi)泥石流多發(fā)生在第四系全新統(tǒng)殘坡積層和泥石流堆積層和東山地區(qū)分布的“滇中紅層”。這是由于第四系松散物質(zhì)較多，而“滇中紅層”以砂巖為主，對(duì)活斷層較為敏感，地表積累的松散物源豐富，容易形成泥石流。在垂向方向上，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，東山沿線泥石流多分布在1 000～2 000 m海拔區(qū)間上。在東山沿線，年平均降水量在573.88 mm左右能提供充沛的降水，且降水集中于主要集中在6—9月份之間；同時(shí)較高的海拔還給泥石流爆發(fā)提供了足夠的勢(shì)能，這些都為泥石流爆發(fā)提供了很好的條件。

圖1 東山地區(qū)泥石流溝分布

3.2 東山地區(qū)泥石流發(fā)育活動(dòng)特征

調(diào)查表明，研究區(qū)內(nèi)22條泥石流均屬溝谷型泥石流，且水動(dòng)力條件均為暴雨，未發(fā)現(xiàn)坡面泥石流，泥石流規(guī)模以中型為主。東山沿線泥石流溝的流域面積差別懸殊。8條泥石流溝道流域面積在10～100 km2，12條泥石流溝道流域面積在5～10 km2，2條泥石流溝道流域面積≤5 km2。泥石流溝流域面積最大的為老城河，約77.8 km2，溝長(zhǎng)約27.5 km，相對(duì)高差約1 545 m。泥石流溝流域面積最小的為江邊小學(xué)泥石流溝，約2.86 km2，溝長(zhǎng)約936 m，相對(duì)高差約412 m。調(diào)查分析，東山沿線泥石流，匯水面積一般較大，坡降比較大，溪短流急，物源區(qū)、流通區(qū)較難區(qū)分，物質(zhì)來(lái)源主要為兩側(cè)斜坡的殘坡積層及下部風(fēng)化碎石。該類泥石流具有如下特點(diǎn)： ① 泥石流溝谷長(zhǎng)、匯流面積大，多為長(zhǎng)年有水溝谷； ② 泥石流明顯可分為物質(zhì)來(lái)源區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)。 ③ 物源區(qū)縱坡較大，地形陡峻，以侵蝕作用為主，固體物質(zhì)來(lái)源主要來(lái)自于溝床和岸坡的松散堆積物，水動(dòng)力主要由暴雨匯集提供。 ④ 流通區(qū)以側(cè)向掏蝕作用和反復(fù)堆積作用為主，當(dāng)堆積作用增加，溝谷縱坡減少，泥石流趨向穩(wěn)定，反之趨勢(shì)向劇烈。 ⑤ 堆積區(qū)一般縱坡小于6%，為淤積段，堆積物混雜。該類溝谷型泥石流特征為突發(fā)性極強(qiáng)，危害性極大，應(yīng)作為重點(diǎn)防范的地質(zhì)災(zāi)害類型。

4 結(jié) 論

(1) 從元謀大斷裂在元謀盆地的演化歷史來(lái)看，元謀大斷裂不但對(duì)盆地的形成起到控制作用，同時(shí)也直接或間接的影響了東山地區(qū)的地形地貌、地層巖性及氣候條件，并決定東山地區(qū)泥石流頻發(fā)的特性。

(2) 東山地區(qū)因元謀斷裂逆沖作用形成高中山地貌，該地貌溝谷發(fā)育，匯水面積大，河床縱坡比降大，橫斷面多呈V形，溝岸坡度陡峻，切割深度大，為泥石流暴發(fā)的有利地貌；

(3) 元謀斷裂逆沖作用導(dǎo)致東山地區(qū)主要構(gòu)成地層為“滇中紅層”，該套地層為硬質(zhì)巖與軟質(zhì)巖互層，屬典型的易滑、易崩塌地層，而東山形成后元謀斷裂的多期運(yùn)動(dòng)亦導(dǎo)致該套地層巖體破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育，利于風(fēng)化與坡面侵蝕的發(fā)生?？蔀槟嗍鞅┌l(fā)提供良好的物源。最后，元謀斷裂逆沖作用形成了元謀盆地，盆地阻擋了外部水汽的進(jìn)入，加之焚風(fēng)效應(yīng)強(qiáng)烈，進(jìn)而形成現(xiàn)今元謀的氣候條件，其具備降雨分散而集中的特點(diǎn)，為泥石流暴發(fā)提供良好的降雨條件。

(4) 元謀斷裂對(duì)東山地區(qū)泥石流的形成起到控制作用。其決定了東山地區(qū)泥石流頻發(fā)的特性。

[1] 唐邦興,杜榕桓,康志成.我國(guó)泥石流研究[J].地理學(xué)報(bào),1980,35(3):259-264.

[2] Di Baofu, Chen Ningsheng, Cui Peng, et al. GIS-based risk analysis of debris flow: An application in Sichuan, Southwest China[J]. International Journal of Sediment Research, 2008,23(2):138-148.

[3] 鐵永波,唐川.山區(qū)城鎮(zhèn)泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制模式探討[J].災(zāi)害學(xué),2008,23(3):10-14.

[4] 吳平,鄭文曉.泥石流的形成條件及其防治措施[J].西部探礦工程,2008(3):4-5.

[5] Sun Ping, Zhang Yongshuang, Shi Jusong, et al. Analysis on the dynamical process of Donghekou rockslide-debris flow trig-gered by 5·12 Wenchuan earthquake[J]. Journal of Mountain Science, 2011,8(2)：140-148.

[6] 高速,周平根,董穎,等.泥石流預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)技術(shù)方法的研究現(xiàn)狀淺析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2002,10(3):279-283.

[7] 許強(qiáng).四川省8·13特大泥石流災(zāi)害特征、成因與啟示田[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2010,18(5):506-608.

[8] 梁京濤,王軍,汪友明,等.汶川8.0級(jí)地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律研究[J].災(zāi)害學(xué),2015,30(1):63-68.

[9] 黃潤(rùn)秋,李為樂(lè).“5·12”汶川大地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布規(guī)律研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2008,27(12):2585-2592.

[10] 韓征.活動(dòng)斷裂區(qū)高速公路泥石流致災(zāi)參數(shù)計(jì)算與防災(zāi)措施優(yōu)化研究[D].湖南 長(zhǎng)沙：中南大學(xué),2012.

[11] 陳云.元謀盆地的第四紀(jì)紅土[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì),1994,14(1):75-86.

[12] 崔之久.泥石流沉積與環(huán)境[M].北京:海淀出版社,1996.

[13] Nur A, Ron H, Scotti O. Kinematics and mechanics of tectonic block rotations[J]. Geophys Monogr, 1989,4(4):31-46.

[14] 盧海峰,何仲太,趙俊香,等.元謀斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)性定量分析[J]. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué),2008,33(6)∶852-860.

[15] 申旭輝,汪一鵬.云南元謀地區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)基本特征[M]∥鄧起東.活動(dòng)斷裂研究.北京:地震出版社,1991:131-139.

[16] 盧海峰,王瑞,趙俊香,等.元謀斷裂晚第四紀(jì)活動(dòng)特征及其構(gòu)造應(yīng)力分析[J].第四紀(jì)研究,2009,29(1):173-182.

[17] 李慶辰,蔣復(fù)初.元謀盆地晚新生代沉積相與環(huán)境演變[J].地理學(xué)與國(guó)土研究,1993,9(3):30-36.

[18] 張葉春,李吉均,朱俊杰,等.晚新生代元謀盆地演化與河谷發(fā)育研究[J],蘭州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1999,35(1):199-205.

[19] 張建平.元謀干熱河谷區(qū)蒸發(fā)量減少原因的灰色關(guān)聯(lián)分析[J],云南地理環(huán)境研究,1994,6(2):68-75.

[20] 張建平,王道杰,王玉寬,等.元謀干熱河谷區(qū)生態(tài)環(huán)境變遷探討[J],地理科學(xué),2000,20(2):148-152.

Controlling Effect of Yuanmou Major Fracture on Debris Flow Development in Dongshan Area

SHI Jianjun1, LI Baozhu1, LI Peng2, HUANG Jie2

(1.Faculty of Land Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650093， China； 2.Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metals Industry, Kunming, Yunnan 650051， China)

[Objective] Studying the control effect of Yuanmou fracture on debris flow in Dongshan area, to provide scientific basis for debris flow control in this area. [Methods] Based on the investigation of the valley along the Dongshan area, the control effect of Yuanmou fracture on Dongshan debris flow gully was studied. [Results] The relative position of debris flow gully to Yuanmou fracture has influences on the development of the debris flow, which can control the formation of Dongshan topography and geomorphology, can control the lithology and engineering characteristics of Dongshan formation and can control the formation of climate in Yuanmou County. [Conclusion] The Yuanmou fracture plays a controlling role in the formation of debris flow in Dongshan area， the frequent debris flow in Dongshan area can be attributed to it.

Yuanmoufault；Yuanmoubasin；evolutionary；influencelaw；tectonicmovement

A

： 1000-288X(2017)04-0058-05

： P642.23

2017-01-12

：2017-02-23

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“巖溶—裂隙含水層地下水重金屬遷移機(jī)理研究”(41562012)

石建軍(1991—),男(漢族),河南省洛陽(yáng)市人,碩士研究生,研究方向?yàn)樗牡刭|(zhì)與工程地質(zhì)。E-mail:601972726@qq.com。

李保珠(1973—),男(漢族),河南省南陽(yáng)市人,博士，副教授,主要從事工程地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害研究工作。E-mail:yi987852@163.com。