陕西翠华山

1.陕西翠华山地质公园概述

陕西翠华山地质公园位于xi市南郊,约30km,秦岭终南山北麓,太乙河流域,南有终南山山脊,北有渭河第四纪黄土沉积阶地,以地震滑坡地质遗迹为主体。翠华山是强震作用下的滑坡,形成了许多崩塌堆积的地貌。最具代表性的有高大的悬崖——崩壁,以及巨大的滑坡堆积体——石海、堰塞湖——水秋池。因其规模宏大,保存完整,有“滑坡地貌奇观”的美誉(李等,2007年3月6日2001,翠华山成为国土资源部首批11国家地质公园之一,现与秦岭造山带系其他几处重要地质遗迹一起申报世界地质公园。

2.翠华山滑坡地质遗迹景观

在构造上,翠华山是北秦岭加里东褶皱带中构造运动最强烈、岩浆活动最发育、变质作用最显著的地方。燕山期多期岩浆活动对本区变质岩产生了重熔和混合交代作用,形成了多种混合岩(吴等,2001)。翠华山主要由混合黑云母二长花岗岩和花岗质混合岩组成。地震引起的滑坡,滑坡地质遗迹分布在5.2km2范围内,滑坡总量达3×109m3,单次落石量一般达n×103 m3 ~ n×104 m3(n = 1 ~ 9)。崩塌的主要地质遗迹景观由三大部分组成:滑坡自由面(断峰壁或崩壁)、堰塞湖和崩塌石海,集中分布在秦岭北坡太乙峪谷的水球池、干球池和大坪(图4-48)。

1)崩塌墙:崩塌墙是潜在崩塌体与母岩的界面,也是潜在崩塌体向下崩塌后的陡崖,界面上常有滑动擦痕。崩壁沿一组与山谷走向基本平静的节理面发育,倾角大于80°(吴等,2001;李等,2007)。崩壁的相对高差为200 ~ 300 m(图4-49),似斧劈,是地震力作用后崩体的垂直下落距离。崩壁崖矗立在石海之上,十分壮观。

2)堰塞湖:崩塌形成的堰塞湖有三个,分别是水秋池、甘秋池和大坪。主要由于地震力的作用,大量崩积物沿十八盘结构面充填入太乙河河谷,形成200m高的堆石坝,使太乙河瞬间被崩积物坝拦截,积水形成堰塞湖。三个堰塞湖中最著名的是水球池(天池)(图4-50),位于翠华山的东侧。湖泊呈不规则长方形,长约600米,宽90-300米,平均水深7m,最深处11m,库容约300×104m3。甘丘池位于钟南山山北侧甘丘峰下太乙峪河源附近,距水丘池3公里多,面积20hm2。由于人工排水,该湖已干涸,故名甘秋池。大坪位于宇泰正茶谷。因石、沙不断堆积,湖盆已被填平,地势较为平坦,故名大坪(吴等,2001)。

3)崩岩海:崩岩海在甘丘峰和翠花峰附近最为壮观和典型。甘丘峰滑坡最大,崩塌量为1.7×109 m3;翠华峰下天池西侧和北侧,有面积约1.5km2的堆石,总体积1.3x109m3。这两处单个落石体积巨大,一般从N× 103m3到N× 104m3不等,数量众多,犹如一片石海,颇为壮观(图4-51)。在天池的北面,由崩塌的石块堆积而成的堆石坝,高差150m。在天池的西面,巨大的石头相互叠放、堆砌、支撑,形成了许多石头艺术造型景观(图4-52)、狭缝(图4-53)、洞穴(图4-54)。据吴等人(2001)的调查统计,洞穴有60多个,其中比较著名的有风洞、冰洞、蝙蝠洞等。

图4-48翠华山滑坡地质遗迹景观分布图(根据吴等,2001)

图4-49崩塌墙(基岩自由面)(图片来源:中国秦岭钟南山地质公园综合考察报告)

图4-50堰塞湖(水湫池)(图片来源:中国秦岭钟南山地质公园综合考察报告)

图4-51崩塌岩海(图片来源:中国秦岭钟南山地质公园综合考察报告)

3.原因分析

根据以往的研究,翠华山滑坡地质遗迹的形成受多种因素的影响。

(1)地质构造

翠华山距离秦岭山前断裂仅4公里,该断裂目前仍在活动。该区除秦岭北坡的大断裂外,还有两条主要断裂,即杏林坡断裂和甘丘池副板块断裂。在这些断层的影响下,岩石中产生了大量的构造节理,特别是两组近南北走向、倾角分别为70° ~ 80°和30° ~ 40°的节理,对崩塌的形成有重要影响。受构造运动影响,多组定向裂隙和节理的翠华山岩体被分割破碎,形成南北长约600m,东西宽200~300m的不稳定岩体。

图4-52崩塌残峰(图片来源:中国秦岭钟南山地质公园综合考察报告)

图4-53崩塌峡谷(图片来源:中国秦岭钟南山地质公园综合考察报告)

中国典型地质景观的成因及全球对比

图4-54塌陷洞穴(图片来源:中国秦岭钟南山地质公园综合考察报告)(2)地貌。

受构造运动的影响,翠华山不断抬升,而太乙河则被急剧切割,形成了山谷相对较高、谷坡较陡的V型峡谷,破坏了不稳定岩块原有的应力平衡,增加了岩块的滑动力,为岩石崩塌创造了条件。

(3)岩性

如前所述,翠华山由花岗岩和混合岩组成。这里的花岗岩属于翠华山岩体,年龄为422Ma。它是一种S型花岗岩,与围岩具有渐变的混合交代关系。整个翠华山岩体的岩性组合为灰-浅肉红色混合黑云母二长花岗岩和花岗岩混合岩,随处可见各种不同结构的混合岩。这种岩石本质上是坚硬的。在外力作用下,容易发生脆性变形,发展成裂缝,为岩石坍塌提供了物质基础。

(4)地震

地震是翠华山滑坡形成的动力,或者可以说地震的发生是翠华山滑坡的导火索。翠华山不稳定的岩块在地震的冲击下振动,引起变形、位移甚至滑坡,还可能破坏山体的岩石基础,形成新的裂缝。最早有记载的与山体滑坡有关的地震是第二年(公元前780年)的周幽王地震。“在王猷王的第二年,西周的三河都被震惊了...且三江竭,岐山崩”(见《国语》卷一《周瑜》)。此后,安及附近地区发生的5级以上破坏性地震对翠华山滑坡的发育有影响(吴等,2001)。在这些地震作用的影响下,不稳定岩块沿着陡峭的破裂面和结构面迅速崩塌滑动,形成高度超过200 m的崩塌墙,堆积约654.38+0.5亿m3的崩积层。部分崩积物填充太乙谷,形成堰塞湖,部分崩积物堆积在崩壁前,形成滑坡、石海地貌。