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TUhjnbcbe - 2020/11/24 21:44:00
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雅鲁藏布江与帕隆藏布江灾害链调查

年7月1日,从成都到拉萨,再至加查县,由成都理工大学李渝生教授、成都山地灾害与环境研究所王姣助理研究员以及王昊等一众硕博研究生组成中国第二次青藏高原综合科学考察众多科考队伍中的一支,对桑日县到新都桥镇(图1)为期一月的灾害链调查已经蓄势待发,西南交通大学程谦恭教授课题组的陈梦发研究生随队参与考察。

图1,考察路线图

1.雅鲁藏布江缝合带

本次科考的一部分就是对雅鲁藏布江缝合带的南北边界进行区域性的现场踏勘。在加查县罗布莎滑坡中找见了蛇绿岩套,据前人命名即为罗布莎岩组,为什么会单独拥有一罗布莎岩组(图2)的名字呢?是因为在雅鲁藏布江缝合带中,因为原岩和发生挤压时的温压环境不同,就会有不同的岩组出现在缝合带的边界以圈定其范围,而罗布莎岩组就是两套蛇绿岩之中夹杂了蛇绿岩块和高变质的砾岩,后续还有朗县混合岩组和米林岩组的出现。在罗布莎蛇绿岩出露处以北,以花岗岩、花岗闪长岩为主,而在其以南以变质岩为主,只要确保是基岩出露,就基本确认了该处是雅鲁藏布江缝合带南边界的一个的控制点。

图2,a,b,c,罗布莎岩组中的蛇绿岩组;d,李渝生教授用放大镜观察岩石

后在朗县附近调查缝合带的南北边缘的特征,发现了在缝合带的南边缘的一些小的逆断层(图3)以及不同程度大理岩化石灰岩,其次靠近缝合带的北边缘,也会有断层的出现,并且越接近北边缘,岩性会从白垩系的灰岩过渡为砾岩,并且砾岩的变质程度越来越深,包裹体被拉长,甚至成为流态状,也说明了挤压时温压逐步增大。再往北,岩性就变成了花岗岩(图4)。

图3,a,b,c,在靠近雅鲁藏布江缝合带北边缘的小断层,d,断层素描图图4,缝合带北边缘的砾岩变质,界线模糊成流态状

在实地看过多处雅鲁藏布江缝合带南北边缘,从南边缘外的板岩、片岩等变质岩,到缝合带的几套洋壳岩石组合,到缝合带内部的花岗岩,往北就是白垩系灰岩与砾岩相接触,再到缝合带北边缘的砾岩变质等岩性,看过灰岩的不同程度大理石化以及砾岩的不同程度变质,观察到了缝合带的断裂构造,让我对雅鲁藏布江缝合带有一个直观了解。再联系南北边界的地质灾害的发育分布情况,可以有一个直观的判断:南侧边缘的活动性强于北侧,因此南侧的地质灾害会更频发,更大型,多受板岩、片岩控制发生倾倒变形的古老滑坡(图5)。

图5,倾倒滑坡

2.嘉黎断裂

调查灾害链,就有必要调查所属区域的断裂构造。嘉黎断裂是自西向东横贯青藏高原的剪切断裂,嘉黎断裂在结构上由3部分组成:一是东构造结以西那曲–嘉黎段的北西向断裂,二是东构造结顶端沿易贡藏布分布的NWW向断裂,三是东构造结东南部分波密–察隅段的NW向断裂。本次调查的嘉黎断裂带是在波密古乡和昌都然乌的出露的部分断层。古乡一处断层(图6,图7)其上盘花岗岩上升,切断了第四系物质,并且由于断层带宽至数十米,破碎带中既有暗色基性岩的侵入也有上覆洪积物的卷入,可以测得该条断层的方向性是NWW向与活动性。

图6,嘉黎断裂在古乡的出露图7,李渝生教授现场讲解

古乡另一处的断层剖面(图8),其切穿的物质是洪积物和湖相未成岩砂质粉砂质厚层超固结土,更加能证明了嘉黎断裂的活动性。其次还找见了嘉黎断裂韧性剪切带的出露,在韧性剪切带中的岩石以流变性变化为主,出现糜棱岩化的片麻岩。在然乌出露的断层十分明显,断层面近直立,平直关滑,有剪切特征,南侧为薄层灰岩,褶皱强烈,北东侧为砂泥质碎屑岩,断层影响带宽80-米。

图8,然乌出露的嘉黎断裂

3.灾害链调查

对泥石流、滑坡、崩塌、洪水古灾害与冰川沉积物等灾害的调查是本次科考任务的重要任务。对于泥石流(图9,10)和滑坡的调查步骤,先是通过在遥感地图上通过地形地貌来初步圈定,就滑坡而言,一般观察地貌上两侧有沟道,有滑坡舌,后缘呈圈椅状,与滑坡台地等特点可以初步圈定该处是一个滑坡点,然后现场调查其内部究竟是堆积体还是基岩,来敲定是否真正是一个滑坡。然后再在现场进行调查填表、样品取样、飞无人机摄影等工作。

图9,一些泥石流沟和造成的房屋和良田损毁图10,天魔沟全貌

拉岗村滑坡是我们重点调查的滑坡之一,据前人测年可知拉岗村古滑坡形成于距今-a,其岩体强度受冷冻风化和冰体“楔劈”作用影响降低,最大运动速率达78.1m/s,再通过现场调查和李渝生教授的讲解(图11)可知拉岗村古滑坡属巨型岩质滑坡,体积巨大,最大水平滑动距离约m,滑坡后壁与堆积体前缘高差近千米,可知拉岗村滑坡最具明显高速远程特征;拉岗村滑坡的整体特征是在坡脚至雅鲁藏布江边都堆积有运动解体后大型块石和砾石(图12,13),在运动区反而鲜能看见滑体块石,且因为滑体的高速运动,在地表形成了凹槽,滑源区的滑床落差大,与两侧山体形成明显的“楔形”负地形,且残留了由于第一次滑体下滑后牵引失稳的巨型块石。

而拉岗村滑坡沿雅鲁藏布江断裂发生,因而推测断裂带上的强震可能是导致发生滑坡的直接原因,山体岩体在原本遭受各种外力作用的影响下形成各种裂隙,在地震诱因下原生的节理裂隙面与外动力破裂面贯通,危岩体在重力和地震力作用下失稳并开始高速远程滑坡运动。

图11,李渝生教授现场讲解拉岗村滑坡图12,拉岗村滑坡远景图13,拉岗村滑坡与雅鲁藏布江阶地

在西藏去过来古冰川、米堆冰川和嘎龙寺冰川(图14),也通过肉眼的观察就能够感受到冰川近年来在严重的后退,由于气候的波动变化和近几十年来的显著变暖,近百年来青藏高原冰川末端虽然出现过两次稳定或小的前进阶段,但总的变化过程仍呈明显退缩趋势,并且退缩速率在逐渐加剧。冰碛是冰川在停止搬运沉积下来的物质,而冰川融水具有一定的侵蚀搬运能力,将冰碛物再行搬运堆积,生成冰水堆积物,形成冰水平原和冰水堆积阶地。我们在嘎龙寺冰川明显的观察到了冰水堆积阶地与侧碛隆、终碛隆(图15),其中冰水堆积阶地呈现明显的阶级状,指示了冰川融水后的水流切割方向。对于嘎龙寺冰川的其中一条侧碛隆,采用电法勘探的方式,尝试探测其地下数十米的物质差异分层,尝试得到其下基岩的深度等信息。

图14,a,来古冰川;b,米堆冰川;c,嘎龙寺冰川;d,天魔沟源区冰川图15a,嘎龙寺冰川侧碛隆;b,嘎龙寺冰川近景;c,嘎龙寺冰川阶地;d,嘎龙寺冰川远景

感悟与杂想

1.此次的青藏科考既包括对于科考区域泥石流滑坡等灾害的考察,也包括对于冰川堆积物及其演变、古洪水和区域性的构造背景的考察,是多方面的对雅鲁藏布江流域和帕隆藏布江流域进行了探究,对于同一种地质现象,就可以引出不同的看法,比如我们在考察雅鲁藏布江流域的滑坡与泥石流的时候,有的师兄会认为雅鲁藏布江缝合带的构造背景是主要的控制因素,但研究古洪水的师兄就有不同看法,会认为是支流上游的小型堰塞湖溃决造成的地质灾害;对于曾经的然乌湖堵江事件,通过其岩性与堵江的巨石掉落范围,有的师姐认为是湖右岸的滑坡造成堵江,而通过其左岸的U形谷与后退的冰川,会有师兄认为是左岸的冰川运动造成堵江。“穷究于理,成就于工”,我曾经也考虑过这一次灾害调查的意义与作用,因为大多数都是以前形成的古滑坡和泥石流,更别提冰川运动和古洪水了,但是通过一路走来看见沿途在建的川藏铁路与各种水电站,我才慢慢明白,我们这一次算是基础科学的摸底,是可以对以后的工程建筑,铁路选线提供重要信息的一次科考,也是特殊时期防灾减灾的重要参考。

2.此次有幸参与到第二次青藏科考,让我学习和体验了很多,李渝生教授丰富的野外考察经验让我十分敬佩,对各种已知现象的解释通俗易懂,对未有定论的事件大胆猜想合理解释;学习了师姐的冰川堆积物方向的相关内容,见识了什么是冰碛物、终碛隆和侧碛隆;了解了王昊师兄的与古洪水有关的自然地理,见识了各种湖湘和洪水沉积相;了解并参与了树木灾害年轮学的取样与电法勘探(图16)的布设,收获颇丰。

图16,嘎龙寺电法布设

3.作为第一次来西藏的我,每每都会惊叹于西藏好风光(图17)。这一月从拉萨到成都,途径西藏山南地区、林芝地区、昌都市与四川甘孜州、雅安市,见过高山峡谷与辽阔草原,也见过茂密森林与蓝色冰川,见过湍急雅江与山洪滚滚,也见过涓涓雪水与雨后彩虹,见过贪吃顽猴与吓人秃鹫,也见过翱翔雄鹰与神奇白马。西藏好风光,等你来欣赏。

图17,彩虹

年8月13日

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