Ⅰ 泥灰岩与泥质灰岩的区别
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泥灰岩：
通常指由粉砂及泥级碳酸盐与粘土矿物混合组成的一种松、软、易碎的较新的沉积岩。常呈灰、黄、绿等色，也有深色的。按重量碳酸盐成分占30～70％，矿物主要为方解石，白云石、文石少见，菱铁矿更少。粘土矿物有伊利石，蒙脱石、高岭石鸡攻惯纪甙慌轨苇憨俩不常见。副组分有石英、海绿石、长石、磷灰石族、铁矿物、有机质等。有时全无陆源碎屑。显微镜下可见方解石，为碎屑状。海相的常有有孔虫壳及颗石碎片。细密，宏观上一般不显层理，成岩后可呈次贝壳状断口。分布广泛的海相泥灰岩常含原地生成的化石和微体化石的残体，说明其沉积于安静海盆，有些还远离大河入海口。与三角洲有关的从其中生物来看，水深不大。湖相的属安静浅水环境产物。可作水泥辅料及土壤肥料
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泥岩（mudstone）
一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎。
一种层理或页理不明显的粘土岩[1]。
泥岩的定名：首先说明什么是泥质岩，泥质岩是粒度<0.0039mm（即<4μm）主要由粘土矿物组成的岩石。
泥质岩的分类：目前通用的分类中主要依据泥质岩的固结程度、结构、构造、矿物成分、化学及有机混入物和颜色等因素进行分类。
包含：未固结的泥；固结的无纹理无页理的泥岩；固结的有纹理有页理的页岩；强固结的泥板岩。
泥岩又可分为：含粉砂泥岩，粉砂质泥岩，钙质泥岩、硅质泥岩、铁质泥岩、炭质泥岩、锰质泥岩，黄色泥岩、灰色泥岩、红色泥岩、黑色泥岩、褐色泥岩，高岭石粘土岩、伊利石粘土岩、高岭石-伊利石粘土岩。
现在说泥岩的命名：弱固结的粘土经过中等程度的后生作用（如挤压作用、脱水作用、重结晶作用及胶结作用等）即可形成强固结的泥岩和页岩。泥岩是已固结成岩的，但层理不明显，或呈块状，局部失去可塑性，遇水不立即膨胀的沉积型岩石。
顺便说一下页岩的命名：弱固结的粘土经过中等程度的后生作用（如挤压作用、脱水作用、重结晶作用及胶结作用等）即可形成强固结的泥岩和页岩。页岩是已固结成岩的，但具有明显的页状层理，已大部分失去可塑性的沉积型岩石。成分
矿物成分复杂，主要由粘土矿物（如水云母、高岭石、蒙脱石等）组成，其次为碎屑矿物（石英、长石、云母等）、后生矿物（如绿帘石、绿泥石等）以及铁锰质和有机质。质地松软，固结程度较页岩弱，重结晶不明显。常见类型有：①钙质泥岩。含适量碳酸钙，常见于大陆红色岩系和海洋、潟湖相的沉积岩层。②铁质泥岩。含较多的铁矿物，如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等，多见于红色岩层。③硅质泥岩。sio2含量较高，不含或极少含铁质和碳酸盐质物，常与铁质岩、硅质岩、锰质岩相伴生。泥岩具吸水、粘结、耐火等性能，可用于制砖瓦、制陶等工业。
泥岩结构
极细粒，肉眼无法辨认颗粒。其许多特征与页岩相同，可能含有化石，但层理不如页岩发育
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泥质灰岩
土黄色泥质灰岩为主，包含少量的褐黄色硅质结核。产生时代为晚石炭世-早二叠世。标本表面具有大量平行突出的横纹，可能为碳酸盐胶结溶蚀后形成，具有一定的观赏价值
Ⅱ 钙化灰岩描述
摘要 石灰岩层是先决条件，石灰岩的主要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水和二氧化碳时发生化学反应生碳酸氢成钙[Ca(HCO3)2]，後者可溶于水，当这种水在地下深处有一定压力时，溶解更甚。灰岩中的钙被水溶解带走，经过几十万、百万年甚至上千万年的沉积钙化，石灰岩地表就会形成溶沟、溶槽，地下就会形成空洞。当这种含钙的水，在流动中失去压力，或成份发生变化，钙有一部分会以石灰岩的堆积物形态沉淀下来，由於免受自然外力的破坏，便形成了石钟乳、石笋、石柱等自然景观。由於这种地理现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地形。
Ⅲ 常见的沉积岩
(一)碎屑岩类
1.火山碎屑岩
火山碎屑岩是由火山喷发的碎屑物质在地表经短距离搬运,或就地沉积而成的。由于它在成因上具有火山喷出与沉积的双重性,所以是介于喷出岩和沉积岩之间的过渡类型。
(1)火山集块岩
主要由粒径大于100mm的粗火山碎屑物质组成,胶结物主要为火山灰或熔岩,有时为碳酸钙、二氧化硅或泥质。
(2)火山角砾岩
火山碎屑占90%以上,粒径一般为2～100mm,多呈棱角状,常为火山灰或硅质胶结。颜色常呈暗灰、蓝灰或褐灰色(图3-57)。
(3)凝灰岩
一般由小于2mm的火山灰及细碎屑组成。碎屑主要是晶屑、玻屑及岩屑。胶结物为火山灰等。凝灰岩孔隙性高,密度小,易风化(图3-58)。
图3-57 火山角砾岩(http://jpkc.cug.e.cn)
图3-58 凝灰岩(http://jpkc.cu.ge.cn)
2.沉积碎屑岩
沉积碎屑岩又称为正常碎屑岩。是由先成岩石风化剥蚀的碎屑物质,经搬运、沉积、胶结而成的岩石。常见种类如下。
(1)砾岩及角砾石
砾岩及角砾石(图3-59) 呈砾状结构,由50%以上大于2mm的粗大碎屑胶结而成。由浑圆状砾石胶结而成的称为砾岩;由棱角状角砾胶结而成的称为角砾岩。砾岩的岩性成分一般比较复杂,经常由多种岩石的碎屑和矿物颗粒组成,角砾岩的岩性成分比较单一。胶结物的成分有钙质、泥质、铁质及硅质等。
(2)砂岩
砂岩(图3-60) 呈砂质结构,由50%以上粒径2～0.05mm的砂粒胶结而成。按砂粒的矿物组成,可分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩等。按砂粒粒径的大小,可分为粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩。根据胶结物的成分,可分为硅质砂岩、铁质砂岩、钙质砂岩及泥质砂岩几个亚类。硅质砂岩的颜色浅,强度高,抵抗风化的能力强。泥质砂岩一般呈黄褐色,吸水性大,易软化,强度和稳定性差。铁质砂岩常呈紫红色或棕红色,钙质砂岩呈白色或灰白色,强度和稳定性介于硅质与泥质砂岩之间。砂岩分布很广,易于开采加工,是工程上广泛采用的建筑石料。
图3-59 角砾岩(克里斯·佩兰特,2007)
图3-60 砂岩(克里斯·佩兰特,2007)
(3)粉砂岩
粉砂岩(图3-61) 呈粉砂质结构,常有清晰的水平层理。矿物成分与砂岩近似,但黏土矿物的含量一般较高,主要由粉砂胶结而成。结构较疏松,强度和稳定性不高。
图3-61 粉砂岩(http://jpkc.cu.ge.c)n
(二)黏土岩类
(1)页岩
页岩(图3-62) 是由黏土脱水胶结而成,以黏土矿物为主,大部分有明显的薄层理,呈页片状。可分为硅质页岩、黏土质页岩、砂质页岩、钙质页岩及碳质页岩。除硅质页岩强度稍高外,其余岩性软弱,易风化成碎片,强度低,与水作用易于软化而丧失稳定性。
(2)泥岩
泥岩(图3-63) 成分与页岩相似,常成厚层状。以高岭石为主要成分的泥岩,常呈灰白色或黄白色,吸水性强,遇水后易软化。以微晶高岭石为主要成分的泥岩,常呈白色、玫瑰色或浅绿色,表面有滑感,可塑性小,吸水性高,吸水后体积急剧膨胀。黏土岩夹于坚硬岩层之间,形成软弱夹层,浸水后易于软化滑动。
图3-62 页岩
图3-63 泥岩(http://jpkc.cug.e.cn)
(三)化学及生物化学岩类
(1)石灰岩
石灰岩(图3-64石灰岩) 简称灰岩。矿物成分以方解石为主,含有少量的白云石和黏土矿物。常呈深灰、浅灰色,纯质灰岩呈白色。由纯化学作用生成的灰岩具有结晶结构,但晶粒极细。经重结晶作用可形成晶粒比较明显的结晶灰岩。由生物化学作用生成的灰岩,常含有丰富的有机物残骸。石灰岩中一般都含有一些白云石和黏土矿物,当黏土矿物含量达25%～50%时,称为泥灰岩;白云石含量达25%～50%时,称为白云质灰岩。
石灰岩分布相当广泛,岩性均一,易于开采加工,是一种用途很广的建筑石料。
(2)白云岩
白云岩(图3-65) 主要矿物成分为白云石,也含有方解石和黏土矿物。结晶结构。纯质白云岩为白色,随所含杂质的不同,可出现不同的颜色。性质与石灰岩相似,但强度和稳定性比石灰岩高,是一种良好的建筑石料。白云岩的外观特征与石灰岩近似,在野外难于区别,可用盐酸起泡程度辨认。
图3-64 石灰岩
图3-65 白云岩
Ⅳ 石灰岩水质怎么软化好
一般的净水器是树脂过滤或陶瓷滤芯过滤,产生的水中钠离子很少,不必担心.
要注意软化水和软水不是一个概念.
软化水指除去钙镁离子后的水.
软水是相对硬水而言的含有较多钠离子的天然水.
Ⅳ 我国山区岩土体基本特征
我国山区各时代地层均有分布，岩石类型齐全，沉积岩、岩浆岩、变质岩一应俱全，各种成因类型土及特殊土也均有分布。岩土体是各类地质灾害形成的物质基础，也是油气管道重要载体。也是环境地质的重要方面。岩体、土体基本特征分述如下。
1.4.1岩体的基本特征
岩体根据建造类型、结构特征和强度特征分为如下类型（参见我国主要岩土体类型图）。
1.4.1.1岩浆岩建造
1）坚硬块状各类侵入岩岩组
该岩组主要岩石有花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、辉长岩、橄榄岩等等。岩石本身工程地质性质极好，干抗压强度一般在10×104kPa以上，最高可达26×104kPa左右，软化系数一般在0.8以上。
2）坚硬层状中酸性喷出岩岩组
该岩组以中生代中酸性火山喷出岩为主，主要为火山熔岩，火山碎屑岩。分布主要有3个地带：一为大兴安岭—燕山带；二为东北的东部山区至山东一带；三为东南沿海一带。
该岩组岩石岩性坚硬、干抗压强度一般在（12～22）×104kPa之间，软化系数一般在0.8以上，个别在0.8以下，从岩体结构上看，一般为层状或块状。
3）坚硬具气孔状的块状基性喷出岩岩组
主要包括上二叠纪的峨眉山玄武岩和新生代的各期玄武岩。峨眉山玄武岩广泛分布在四川的西部，贵州的西部及云南的东部地区，厚度可达几米到1700余米。
新生代玄武岩分布有内蒙到辽西一带的汉诺坝玄武岩；云南腾冲、潞西一带中新世杏仁状安山玄武岩；东北地区、东南沿海地区和广东雷琼一带，新近纪末沿断裂带溢出的玄武岩。在吉林的白头山地区分布着中心喷发式玄武岩，通称高位玄武岩，覆盖了整个长白山区。在海南北部、雷州半岛、河北的黄骅及山东的无棣，分布着晚新近纪至全新世的玄武岩。第四纪以来，在台湾的北部和澎湖列岛区，分布有上新世到更新世的玄武岩；在河北的井陉雪花山、蔚县、山西东部的平定、昔阳一带，河南的伊山、山东的临朐、山旺、昌乐一带都见有早、中更新世的玄武岩。在全新世时期内，吉林的白头山地区，又发生了第二次玄武岩喷发，称低位玄武岩。东北德都地区从更新世以来，发生过多次碱性玄武岩的喷发，直到近代的1719～1721年间的一次喷发，才形成了五大连池。有钓鱼岛及其附近也分布有第四纪玄武岩。
该组玄武岩岩性坚硬，有的具气孔构造，干抗压强度一般在120～180MPa，软化系数一般在0.8～0.9之间。
4）软硬相间的层状火山碎屑岩岩组
该岩组岩石主要为中生代火山碎屑岩，力学强度差异很大，常常形成软硬相间结构。主要分布在东北山地、燕山山地、东南沿海以及四川峨边、石棉、米易、元谋、攀枝花和金川一带。其干抗压强度有的在3×104kPa以下，有的在（3～8）×104kPa之间，有的在8×104kPa以上，最高达（12～18）×104kPa，软化系数变化范围也较大，在0.6～0.8之间。
1.4.1.2碎屑岩建造
1）以坚硬层状碎屑岩为主的岩组
该岩组包括各地质时代的碎屑岩，是分布最广泛的一个岩组。包括砾岩、砂岩、页岩等。岩性较硬，干抗压强度一般在（8～18）×104kPa之间，甚至更高，软化系数为0.8～0.9。本岩组特点：岩性比较复杂，大多数岩石强度高，岩组层理发育，有的还夹有薄层软弱层，特别是有的软弱夹层遇水易软化，致使岩组稳定性受到影响。但在大多数情况下本岩组工程地质条件较好。
2）以较坚硬层状碎屑岩为主的岩组
该岩组主要包括中、新生代陆相红色地层，岩性主要为砾岩、砂岩、粘土岩、泥灰岩等，主要分布在南方中新生代红色盆地中。
该岩组岩石强度主要决定于胶结物的成分及其赋予状态。其胶结物成分主要为泥质和钙质，干抗压强度一般在（3～8）×104kPa之间，个别在10×104kPa以上。岩石软化系数较低，一般在0.6～0.7之间。本岩组中岩石强度较低，遇水易软化，而且易于风化。
3）以软弱层状碎屑岩为主的岩组
本组包括中、新生代陆相碎屑岩，岩性主要为粘土岩、页岩、砂岩及砾岩。分布不甚广泛，主要见于中、新生代盆地中，岩石强度较低，一般抗压强度为（1～3）×104kPa，软化系数一般为0.3～0.4。主要为泥质胶结。因此，遇水极易软化，而且易于风化。
4）碎屑岩夹碳酸盐岩岩组
该组包括各地质时代的碎屑岩夹碳酸盐岩岩组，主要分布在四川、云南、贵州、新疆、青海、湖北、湖南、甘肃等省（区），其他地方也有零星分布。碳酸盐岩岩层所占比例一般在30%以下。该组的砂岩干抗压强度一般为（1.6～8）×104kPa，软化系数变化很大，为0.14～0.93。由于岩石的岩性和组合关系不同，因而工程地质特征变化亦大，尽管从总体上来说该岩组属于碎屑岩类，但碳酸盐岩夹层也不能忽略。
1.4.1.3碳酸盐岩建造
1）以坚硬层状碳酸盐岩为主的岩组
该岩组包括各地质时代的各类碳酸盐岩，主要分布在我国的广东、广西、贵州、云南、湖南、四川、辽宁、河北、山西等省（区）。其余地方分布较分散，连续性差。岩石类型主要为石灰岩和白云岩。岩性致密坚硬，厚层状至薄层状。本岩组特点是岩溶发育，且其分布地区的岩溶现象和岩溶地貌也十分发育。在岩溶现象发育地区工程地质条件比较复杂。岩石本身强度高，一般在（8～15）×104kPa之间，软化系数一般为0.5～0.6。本岩组除岩溶发育外，往往夹有软弱层面和软弱夹层，影响岩体稳定。
2）碳酸盐岩夹碎屑岩岩组
该组包括各地质时代的碳酸盐岩夹碎屑岩，主要分布在广西、云南、贵州、广东、四川、湖南等地，另外辽宁、河北、甘肃、新疆分布亦较多。其余地方虽有零星分布，但连续性差。该组碳酸盐岩岩层所占比例一般为50%～70%，云南较高为70%～90%。该组灰岩和白云岩的干抗压强度一般都大于10×104kPa，软化系数为0.7～0.9。岩石中因常常含有泥质或其他杂质，成分不很纯净，加上夹有非碳酸盐岩，所以岩溶发育程度一般属于中等。溶隙、溶洞规模一般很小，比较均一；其工程地质特征大体同纯灰岩、白云岩相似，只是在程度上有所差异。
1.4.1.4变质岩建造
1）坚硬块状变质岩岩组
本岩组岩石主要为各时代深变质混合岩，片麻岩等。主要在辽东山地、山东半岛、燕山、太行山、五台山、秦岭等地广泛分布。岩体呈块状结构，干抗压强度一般在（13～21）×104kPa之间。软化系数一般为0.8～0.9。
山区油气管道地质灾害防治研究
2）以坚硬软弱相间的片状、板状变质岩为主的岩组
本组主要包括各地质时代变质的片岩、板岩、千枚岩。分布比较广泛。岩体主要为片状结构、板状结构、千枚状结构。岩石强度差异较大，干抗压强度低者为（2～5）×104kPa，高者达15×104kPa以上。软化系数一般为0.5～0.7。
1.4.2土体的工程地质特征
1.4.2.1粗粒土
1）砾质土
砾质土分布比较广，主要分布在各大盆地边缘的山前洪积扇、大型河床、冰川前缘地带，如在松辽平原山前地带、松花江河床、华北平原山前地带以及青藏高原都有砾质土分布。从成因上看，其主要为洪积、冲洪积和冰水沉积物。
2）砂质土
我国砂质土主要分布在塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地、内蒙古高原、松辽盆地等沙漠区和松花江、黄河、长江等大河流的阶地上，以及黄淮海平原等地。
成因主要为风成、冲积、冲洪积以及少量海相沉积。
我国沙漠区砂质土多形成各种类型砂丘，特别是流动沙丘，对工程危害较大。
各种地下水位以下的浅层砂质土，易形成砂土液化，是工程上应引起注意的问题。
1.4.2.2细粒土
粘性土主要分布在我国东部各大平原和盆地，沿海地带以及各大河流阶地，大湖的周边。其成因主要为冲积、冲洪积、湖积、海积及冰川沉积类型。
粘性土工程地质性质较好，由于成因条件和埋藏条件不同，各地粘性土工程地质性质也各异，因此出现的工程地质问题也不相同。在实际工作中应根据工程类型和具体工程地质条件，确定它们的工程地质性质指标。
1.4.2.3特殊土
1）软弱粘性土
是指那些含水量高，承载力低，呈软塑一流塑状态的粘性土，包括淤泥及淤泥质土，前两者的有机质含量分别为大于8%和5%～8%。
软弱粘性土在我国分布也比较广，主要分布在大型湖泊周边，河流入海处，海岸地带。
软弱粘性土成因类型主要有：海相沉积（包括滨海相、泻湖相、三角洲相），湖泊沉积，河滩沉积和沼泽沉积。
2）盐渍土
土层内平均易溶盐的含量大于0.5%时，一般称为盐渍土。土中含盐量大于0.5%时，土的物理力学性质受盐分的影响而改变，当含盐量大于3%时，则土的物理力学性质主要受盐分和盐种类的控制，所以应进行土的含盐量及含盐类别的划分。
我国盐渍土主要分布于干旱地区的内陆盆地，如柴达木盆地、内蒙古高原及青藏高原盐湖周围，松辽平原及华北平原；其次是滨海地区。
盐渍土按含盐量类型可分为：
（1）氯盐类盐渍土：这类盐溶解度大致相同，有较大的吸湿性，具有保持水分的能力，结晶时体积不膨胀。
（2）硫酸盐类盐渍土：硫酸盐的最大特点是结晶时要结合一定数量的水分子。如硫酸钠从溶液中结晶为芒硝（Na2SO4·10H2O）时，结合10个水分子，因此结晶时体积膨胀，当失去水分时，体积缩小，所以硫酸盐类盐渍土又称松胀盐渍土。
（3）碳酸盐盐渍土：碳酸盐类一般在土中含量较小，但碳酸钠的水溶液具有较大的碱性反应，它使粘土颗粒间的胶结产生分散作用。
3）膨胀土
膨胀土是指粘粒成分主要由强亲水性粘土矿物组成，液限WL>40%，且胀缩性能较大的粘性土，即使在一定的荷载作用下仍具有胀缩性能，具有吸水膨胀，失水收缩和反复胀缩变形的特点，因此，有人也称为胀缩土，一般自由膨胀率Fs>40%者，定为膨胀土。
我国膨胀土分布较广，四川、云南、广西、湖北、安徽、河南、河北、陕西、山东、贵州、山西和广东都有分布。从地质时代的分布上看，主要为新近纪和第四纪的产物，从成因上看，其主要为湖相沉积、冰水沉积、洪冲积、残坡积物。
我国膨胀土所含粘土矿物以蒙脱石和伊利石为主。湖积膨胀土中粘土矿物以蒙脱石—伊利石为主；冲积和冰水沉积膨胀土中粘土矿物以伊利石为主，含有蒙脱石和少量高岭石，而碳酸盐岩残积的红粘土的粘土矿物则以多水高岭石为主。
4）多年冻土
我国多年冻土主要分布在东北大、小兴安岭，西部高山及青藏高原等地，总面积约为215万平方千米，占总国土面积的22.3%，各地冻土面积见表1-7。
表1-7 我国多年冻土区的面积单位：万km2
东北多年冻土区海拔不高，主要为丘陵山地、属高纬度多年冻土。西部高山高原多年冻土区，纬度不高，地势高亢，深居内陆，属低纬度高海拔的高山高原冻土。
根据粒度成分估计的可能冻胀性类型，可划分强冻胀土、中等冻胀土及微冻胀土。
强冻胀土，主要是细粒粘性土形成的多年冻土。
中等冻胀土系由砂性土形成的多年冻土。
微冻胀土主要由含砂砾石、砾石等粗碎屑土形成的多年冻土。
当然，冻胀性与含水量大小有直接关系，实际工作中可根据含水量再进行细分。
5）黄土
我国是世界上黄土最发育的国家，黄土分布广，厚度大，地层完整。
我国黄土主要分布在北纬33°～47°之间，其分布受到山系走向的控制。南以秦岭、伏牛山、大别山为界。我国黄土分布面积为63.1万km2，约占国土面积的6.6%。
我国黄土分布地区气候干燥，年平均降水量250～500mm。我国黄土一般分布在海拔200～2200m之间，黄河中游是黄土最发育地区，构成了著名的黄土高原。
黄河中游黄土厚度最大。在六盘山以西，华家岭—马寒山一线以北到兰州附近以及白于山以西，黄土厚度在200～300m之间。六盘山以东到吕梁山西侧，黄土厚度在100～200m之间。祁连山、天山、阿尔金山等山系的北麓，黄土厚度在50m以下。华北平原的黄土系与其他冲积层间互沉积，厚度不大。
黄土地区地貌形态主要为塬、梁、茆。河谷阶地黄土呈顺河延伸的平台；山麓地带呈带状分布。
我国黄土从早更新世晚期至全新世都有沉积。
我国黄土成因各家说法不一，多数主张风成说，也有主张多成因说、水成说等。
根据黄土的湿陷性质，我国黄土可分为两类，一类为湿陷性黄土，一类为非湿陷性黄土。我国工程界以黄土湿陷系数为标准来划分，一般以湿陷系数0.02为划分标准，大于0.02为湿陷性黄土，小于0.02为非湿陷性黄土。大量数据表明，我国全新世黄土和上更新世黄土一般具湿陷性质，中更新世和下更新世黄土通常不具有湿陷性，松辽平原黄土状土划为非湿陷性黄土。
我国湿陷性黄土面积约为43万km2，工程地质问题比较复杂。除具有湿陷性外，我国黄土地区水土流失严重，滑坡、崩坍、泥石流等地质灾害也较发育。
Ⅵ 灰岩为什么不能建水库
灰岩的地质条件太差，无法承重，而且遇水会发生反应，形成诸如卡斯特地貌一样的地理现象。
灰岩区常常有地下溶洞、暗流、漏斗、盲谷等等特殊情观，修建水库如果没有考虑到这些引起漏水的情况时，常会修成不能蓄水的乾库，以致造成损失。
石灰岩（Limestone）简称灰岩，以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，硬度一般不大，与稀盐酸有剧烈的化学反应。按成因分类属于沉积岩。
Ⅶ 复杂堆积体斜坡形成演化机制
在我国西部山区广泛发育和分布第四纪松散堆积物，它是典型的内外动力耦合作用的产物。这类松散堆积物为介于土、岩之间的过渡类型，以往接触与研究不多，尤其他是一套成因多样、组分复杂、结构无序、土石混杂堆积的特殊地质体，且其衍生地质灾害具有随机性、复发性和多发性的特点，受到了工程地质学、土力学、岩石力学等学科的广泛关注，已成为新颖的、特殊的重要研究对象 ( 刘衡秋等，2008) 。这种堆积体在虎跳峡峡谷左岸亦非常丰富，具有重要的工程意义，在研究其形成成因之前，先探讨这种复杂堆积体的区域类型和空间分布规律。
4. 1. 1 堆积体类型与分布规律
4. 1. 1. 1 堆积体类型
大型复杂松散堆积体成因多样，组分复杂。其成因类型主要包括滑坡堆积物、崩塌堆积物、残坡堆积物、冲洪积物、冰碛物等，但在很多情况下，以上各种堆积物都是若干种混杂在一起的，且在同一个地质时期形成的，因此很难将之区分开。在实际工程活动中，两种或两种以上的类型组合均无法很好地反映其结构、胶结程度、成灾性和环境效应的差异。因此，本文针对松散堆积物的分布和工程地质特性，按形成条件和性状将堆积体划分为三个基本类型: 即河谷型、盆地型和原面型 ( 表 4. 1. 1) 。
4. 1. 1. 2 河谷型堆积体发育分布规律
河谷型松散堆积体具有比其他两种堆积体类型更易成灾、环境效应影响大的特点，这也充分反映了河谷型松散堆积体的工程效应最为突出。河谷型松散堆积体的形成是河谷斜坡自然演化过程中的一种表生改造现象，其发育和分布与地区地壳隆升、断裂活动以及岩性组合有非常紧密的关系。
( 1) 地壳隆升与松散堆积体之间的关系
松散堆积体的发育与分布不是孤立的，在我国西南地区大江大河两岸都有分布，有其形成的区域规律，其根本原因在于: 西部地区受到印度洋板块和欧亚板块在喜马拉雅地区的强烈碰撞，地壳内动力驱动青藏高原快速隆升，同时推动高原附近的大江大河发育并强烈下切，河谷两岸产生强烈的表生改造并发育了大量的松散堆积物，为滑坡的形成提供了很好的物质基础。据不完全统计，长江三峡库区 90% 滑坡是松散堆积体产生滑动所致，藏西地区 67% 的滑坡是堆积体滑坡，金沙江虎跳峡河谷地区 70% 的滑坡为松散层滑坡( 赫建民，2004; 刘衡秋等，2006) 。这些地区几乎毫无例外都属于地形高差大、易遭受强烈侵蚀作用的区域，其中松散堆积物强烈发育。
表 4. 1. 1 大型复杂松散堆积体的基本类型表
此外，在虎跳峡地区野外实地调查中发现，峡谷区松散堆积体的发育程度无论在数量上、还是在规模上都大大高于峡谷上游的宽谷地区。虎跳峡谷最大切割深度达3500m，自晚更新世早期的9.30万年以来，地壳平均抬升速率约为2.25～3.09mm/a;宽谷段自8.09万年以来处于间歇式抬升状态，抬升幅度相对较小，历史平均抬升速率约为0.89mm/a;由于地壳隆升速率的差异，导致峡谷段与宽谷段松散堆积体发育规模和数量相差很大，峡谷内松散堆积体规模巨大(如两家人堆积体总方量约1.8×108m3)，基本上沿河岸连续分布，宽谷段松散堆积体规模相对较小(最大几百个立方米)且零星分布;三峡库区大型松散堆积体(面积在0.5km2以上)基本上分布在峡谷区(瞿塘峡—巫峡段)，帕隆藏布江沿岸亦是如此，从而显示出松散堆积体的发育程度(包括规模和数量)与地壳隆升速率呈正相关，表现在:在地壳抬升速率越大的区域，在河流的作用下越容易形成高陡边坡，河流下蚀的侧向卸荷作用越强，越易引起岩土体中应力场的巨大改变，斜坡岩土体越容易产生弹塑性变形或碎裂变形。
(2)断裂活动与松散堆积体之间的关系
在实际调查中发现松散堆积体常沿断裂线状分布，它们空间位置上的对应性，正说明断裂活动对松散堆积体分布格局的控制作用。断裂错动是地壳内动力作用的结果，容易造成局部构造应力集中，在断裂带周围产生一定大小且不断变化的位移场和形变场。随着形变的不断积累，地质体内部将发生破裂，其连续性和完整性会遭到破坏。断裂的长期活动对于断裂带及其周围的地质体而言，是一个持续不断的动力源。因此，凡断裂所经过部位岩石一般都非常破碎，可为松散堆积体的形成提供大量的物源。如三峡库区巫山移民新城址、奉节宝塔坪和金沙江虎跳峡两家人等地段都遭受到强烈的断裂作用，导致岩体破碎，形成了大型复杂松散堆积体;而虎跳峡河段90%以上的堆积体发育在距离断裂500m的范围内(刘衡秋，2006)。
(3)岩性组合与松散堆积体之间的关系
松散堆积体主要发育在斜坡地带，尤其是上陡下缓的复式斜坡，最有利于松散堆积物的发育与分布。一般斜坡下部在25°以下，上部陡峭部分在38°以上，如川藏公路的波密地区、金沙江龙蟠地带以及两家人地段。这与构成斜坡的岩石类型有密切的关系，上硬下软的岩性组合是形成此类斜坡及发育大型松散堆积体的最佳条件(殷跃平等，2000;张加桂，2001)。一方面上部坚硬脆性岩石如灰岩或泥质灰岩受断裂错动的影响，地形陡峭，岩体也更容易碎裂化，不同成因类型的斜坡破坏方式均可形成大量的松散堆积物;另一方面下部岩性较弱的岩石在河流(侧蚀)作用下易形成宽缓的平台，且利于赋存大量外来物质。如金沙江两家人地段斜坡上部为上泥盆统大理岩，下部为片岩和千枚岩;三峡库区巫山新城址区松散堆积体斜坡和奉节县宝塔坪滑坡下软(T2b2)上硬(T2b3)的“易滑地层组合”，其中T2b2为巴东组二段钙质泥岩，T2b3为巴东组三段中厚层泥质灰岩、白云质灰岩。
4.1.2 典型堆积体斜坡形成机理剖析
4.1.2.1 两家人大型松散堆积体的成因机制
(1)基本地质背景
该堆积体位于虎跳峡两家人村附近金沙江河谷左岸，距规划中的上虎跳坝址下游约2km。此处河流流向为NNE向，河道狭窄，河谷呈不对称的“V”字形。右岸边坡较陡，地形坡度大于60°;左岸边坡上陡下缓，上部陡崖受断裂控制，坡度一般在70°以上，下部较缓，斜坡坡角平均约25°。左岸地势西高东低，东侧谷底金沙江水面高程1800m左右，后缘第一岸坡高程在3500m以上;两岸阶地极不发育，属典型的高山峡谷重力侵蚀地貌。
堆积体处在近SN走向玉龙-哈巴复背斜SW翼，其下伏基岩下段为时代不明的灰-灰白色含绢云片岩、云母石英片岩，夹深灰-黑灰色绢云片岩、绢云千枚岩，为一套复理式砂泥岩的中等区域变质岩(M)，岩体产状为NW350°∠45°;2100m高程以上为白色上泥盆统的大理岩(D2)，垂向节理裂隙发育。大理岩与片岩之间呈断层接触，为虎跳石断裂，属压性断裂，断层总体产状为NE5°～10°∠65°。此处基岩斜坡地层结构属上硬下软的二元结构陡倾反倾类型。
本区属受季风影响的大陆性高原气候区，干湿季节分明，气温垂直变化显著。2000m以下为干热河谷区，年降水量小于700mm，汛期5～10月降水量占全年降水量的80%;海拔2000～3000m的中高山区气候温暖，雨季温湿多雨，旱季晴朗干燥;海拔3000m以上高山区气候寒冷，常有积雪和冰冻。地下水类型以玄武岩孔洞裂隙水为主，水分补给主要来自大气降雨和冰川融水。
(2)形态与物质组成
该堆积体两侧以两家人冲沟和水闸坝冲沟为界，分布在2000～2500m高程之间，最大高差近600m，平面形态为顺河谷方向延伸的条带状(图4.1.1)，总面积约0.69km2。堆积体为上下薄，中间厚，平均约80m左右，总方量约0.55×108m3，堆积体下伏基岩(M)面坡度起伏大，呈上下陡、中部缓的形态(图4.1.2)。
图4.1.1 两家人松散堆积体平面示意图
图4.1.2 两家人松散堆积体Ⅰ-Ⅱˊ地质剖面图
堆积体由第四纪松散的或相对松散的岩土体构成，物质成分为碎石或碎块夹细粒土(图4.1.3)，并夹有零星的巨大块石，土石比一般为3∶7或4∶6。碎(块)石成分以灰岩为主，主要来源于后缘D2坚硬结晶灰岩及大理岩地层。岩石呈微风化～中等风化状态，其直径大小不等，一般为0.1～1.0m，大者可达10m以上，细粒土主要以粘土为主。
图4.1.3 两家人松散堆积体的物质组成
(3)结构与变形特征
两家人堆积体内部结构已基本解体呈破碎岩块堆积状态，块石间有孔隙，或部分填充不密实，透水性强。在堆积体范围内零星出露有体积较大的岩石露头，在公路开挖而形成的剖面上观察均为堆积体中的巨大块石。这些块石的岩层产状变化较大，多数与下伏基岩产状不一致。地表流水侵蚀非常强烈，在堆积体表面发育有数条规模较大的冲沟(见图4.1.4)，一般呈“V”字型，沟宽10～40m，深10～30m。该堆积体结构松散无序，部分范围内隐约可见灰岩层的相对层序关系，说明其成因类型的复杂性。在垂向剖面上具有自下而上的层次性，即下部岩土体主要为巨大的碎裂块石组成，甚至保留了基岩的特征;上部岩土体主要为含碎块石的细粒土，表现形式为碎屑流;中间岩土体则介于两者之间，反映物质分布的非均一性(图4.1.2)。
据野外实地踏勘查证，两家人巨型堆积体后缘和表面未见明显拉张裂缝，民房墙体未见拉裂现象，中下部坡体未见鼓胀变形，只是在冲沟边缘可见局部滑动和崩塌迹象;堆积体前缘沿公路一线，由于公路开挖，导致边坡崩滑(图4.1.5);特别是在雨季，公路常因崩塌、滑坡而受阻，值得说明的是这类局部崩滑均因人类工程活动造成。堆积体结构松散，后期浅层滑坡改造频繁，曾于1992年7月雨后变形破坏产生滑坡，滑体内块石架空，坡陡临空条件好，水文地质条件相对复杂。在大暴雨、强震等外界因素作用下，引起堆积体下滑阻塞金沙江过水断面(夏金梧等，1997)。
(4)堆积体成因类型
两家人堆积体是在复杂而特殊的气候、地质和地貌条件下形成的。据野外详细调查和钻孔资料揭露，其主要表象如下:①在堆积体同基岩之间不存在类似滑坡的、连续的主滑带;②在剖面上具有自下而上由巨大块石-碎石-细粒土夹碎石的堆积层序;表层岩土体非常破碎，风化强烈，呈碎屑流运动形式，属于风化崩坡积堆积体;③堆积体局部范围可见灰岩层的相对层序关系，反映局部下滑的特点;④M片岩与D2大理石化灰岩之间呈断层接触，受构造错动的影响，岩体破碎，易于发生重力崩塌、块体位移，松散堆积体内块石即是崩塌的产物，层理消失，块体排列杂乱;⑤在堆积体的前缘零星分布有河流相砂卵石。对于这种成因类型多解的特性，本文认为两家人大型松散堆积体不是单纯的滑移型，也不是纯粹的重力崩塌或崩坡积形成的堆积体，而是一种由崩塌堆积物、滑坡堆积物、风化坡积物和河流相沉积物混杂的复合地质体(刘衡秋等，2005)。
图4.1.4 堆积体内发育的冲沟图
图4.1.5 公路开挖造成的崩滑现象
(5)成因机制分析区域新构造运动强烈，以间歇式快速抬升为主要特征，从而造成河流下切和侧蚀作用交替增强，并成为河谷斜坡演化的重要动力。本段河谷斜坡下段由软弱岩层(包括片岩和虎跳石断裂带破碎灰岩)组成，在河流侧蚀作用下易形成宽缓的平台，为外来物质的赋存堆积提供有利的空间条件，同时河流冲刷作用会形成河流相砂卵石层，部分保存在堆
积体前缘底部，增加了堆积体成因类型的复杂性。堆积体后缘陡崖受楚波-白汉场断裂控制，在地壳快速抬升运动作用下，断裂活动加剧，使得断裂带附近岩体产生破裂，形成大量的节理或裂隙，导致岩体的强度和刚度降低，并且裂隙的产生和增多更有助于风化作用和被水软化，加速坡体的失稳破坏。由于斜坡上部灰岩属于中等～偏高模量和强度的岩体，其储能条件很好，在应力释放时回弹变形大而易产生变形与破裂。此外，断裂活动引起的垂直位移造成断裂带及其周围地形的高差悬殊，随着断裂的不断活动，坡体更陡(目前坡度在70°以上)，临空面更高(1000～1200m)，结果重力对坡体的作用加强，引起坡体变形破坏。在降水、地震等动力地质作用下，陡崖上破碎岩体易于发生重力崩塌或岩体倾倒滑移，从而为斜坡下部松散堆积体的
形成提供了大量的物质来源，经漫长的地质历史演化，形成大型复杂松散堆积体。两家人堆积体规模巨大，其形成过程是很漫长的，在这个过程中包括地壳抬升、河流侧蚀、断裂活动、地震、降水和风化作用等内、外动力作用都在不同程度地影响和控制堆积体的形成，其中，地壳抬升运动发挥着重要的影响，它在一定程度上影响着其他动力地质作用方式和强度，如地壳抬升促使断裂活动加剧，岩体结构面发育，从而有助于风化作用和水动力作用，并且当有地震发生时，岩体变形破坏效应更加明显。尽管每个动力作用所起的作用大小不一，但实质上该大型堆积体是内外动力耦合作用相互交替或并行作用的产物(刘衡秋等，2005)。综合基本环境条件和堆积体形成过程中存在的主要动力地质作用，本文认为两家人大型松散堆积体的形成基本上受控于三个基本条件，即地壳间歇式抬升与河流侧切，有利于形成向河谷方向的临空面;岩性软弱，在河流侧蚀作用下易形成宽缓的平台，为堆积体的形成提供有利的存储空间;后缘山体陡峻，岩体强度高，应力释放时回弹变形大，受断层活动的影响，岩体破碎，可提供大量物源，为堆积体的形成提供物质基础。其成因机制可概化为如图4.1.6所示。两家人堆积体在虎跳峡左岸具有代表性，研究其成因机制对于峡谷地带松散堆积体斜坡形成演化具有借鉴意义。
图4.1.6 两家人松散堆积体形成机制图
4.1.2.2 滑石板堆积体滑坡形成机制
(1)滑坡体的基本特征
滑石板滑坡位于下虎跳峡哈巴雪山大具乡一侧，距下虎跳拟选坝址下游不到2km，地理坐标为东经100°18″，北纬27°21″。滑坡体的平均宽度150m，轴线长约300m，厚度约30m，总方量约135×104m3。该滑坡最近一次滑动是在1996年10月28日，滑坡体下滑300余米冲入金沙江，在河谷中形成一座天然堆石坝，造成堵江断流(图4.1.7)，部分滑坡碎屑体冲到金沙江对岸，爬高近100m(唐川等，1997)(图4.1.8)。
滑坡所在地地势西北高东南低，斜坡陡壁第一裂点高度在2500m左右，2000m以下为一坡度较缓的凹槽，滑坡体就堆积在此凹槽内(图4.1.9)。滑坡平面形态呈扫帚状，沿凹槽向上呈收缩之势;后缘高程约2000m，向河谷方向伸展至高程约为1650m处。滑坡体轴向S70°E，总体坡度24°左右(图4.1.10)，后缘陡壁可见滑坡的残留碎石和泥土。
滑坡体的物质成分以崩坡积成因的块石为骨架，内含(夹)大量碎石和少量泥土，土石比为3∶7或4∶6;碎石成分以灰岩为主，次为泥质灰岩。碎(块)石呈风化～中等风化状态，其直径大小从几毫米到数十厘米不等，一般为数厘米。滑坡体物质主要来源于后缘悬崖陡壁崩落的碎(块)石，因碎(块)石含量多，泥土比例小，坡体结构松散，胶结程度很低。受重力分选控制可见上细下粗的堆积韵律;土石混杂堆积体孔隙度大，透水性强而不均一。地表流水侵蚀非常强烈，在滑坡体表面发育有纵向冲沟，深度为数十厘米左右。
图4.1.7滑坡造成金沙江堵塞
图4.1.8 滑坡碎屑体冲到河谷对岸
图4.1.9 滑石板滑坡发育分布图
滑坡体两侧均可见基岩出露，分属两个不同时代的地层，它们构成滑坡体的侧向限制面。南侧为石炭系灰白色大理岩，产状为92°∠45°，岩体中裂隙发育，裂隙面为二组节理，其产状分别为70°～80°∠60°～75°、330°～340°∠70°～80°。北侧为二叠系灰色大理岩，走向与石炭系大理岩基本一致，倾角约20°。两套岩层之间呈断层接触，二叠系大理岩逆冲在石炭系大理岩之上，受断层挤压影响，岩体内褶曲发育并沿坡向上尖灭。滑床为斜坡堆积物与绿泥石片岩之界面(图4.1.11)。
(2)滑坡体形成机制分析
ⅰ)基础条件
在我国西南地区江河沿岸斜坡普遍存在着由崩坡积、风化卸荷、残坡积和冲洪积等复杂成因形成的第四纪松散堆积物，这类松散堆积物是介于土、岩之间的过渡介质类型，由于其力学强度低，稳定性差，成为“易滑体”(刘衡秋等，2010)。滑石板滑坡作为该地区崩坡积松散堆积体滑坡的典型代表，其形成的基础条件包括:
a.特殊的地形地貌为滑坡提供了有利的临空条件
新构造间歇式抬升运动，配合长期的、缓慢的河流冲刷作用下，形成区域左岸特殊的上陡、下缓的复式斜坡，一般下缓在25°以下，上陡在38°以上。这种特殊斜坡有利于崩坡积物的发育与分布，为松散堆积体滑坡的形成提供了有利的临空条件。
图4.1.10 滑石板松散堆积体滑坡平面示意图
图4.1.11 滑石板滑坡Ⅰ-Ⅱˊ地质剖面示意图
b.崩坡积物是形成滑坡的主要载体
后缘悬崖陡壁岩体受断层错动的影响，裂隙发育，风化强烈，在自重作用下容易崩落，堆积在下部缓坡地带。由于结构松散，堆积物本身稳定性就差，在达到一定厚度之后堆积体因自重作用具有足够的下滑力。因此，崩坡积物的堆积是滑坡的前提，大量的松散堆积体成为滑坡的主要载体。
c.软弱岩层构成滑坡的滑移控制面
软弱岩层是形成滑坡的不利内在条件。滑石板疏松堆积体的底板为岩性软弱的绿泥石片岩，该岩层遇水极易软化和泥化，透水性极差，加之倾向坡外，不利于松散堆积体的稳定。片岩与堆积体之间的接触面是浅部地下水的汇集与径流带，在降雨时斜坡体的水压力迅速增大，大大降低片岩的抗剪强度。绿泥石片岩构成本区的一个主要软弱结构面，易形成滑坡的控制性滑移面，这是导致斜坡失稳的一个重要因素。
d.断裂构造对堆积体形成的控制作用
滑石板斜坡地带发育有一逆断层F，二叠系大理岩逆冲在石炭系大理岩之上(图4.1.12)。该断层属研究区一级结构面，一方面对当地主要地貌单元的形成起决定作用，加之水流的冲刷作用，形成向河谷方向的临空面，较高的重力势能为岩体崩落创造了基本的运动条件。另一方面断层起碎化岩体的作用，岩石松动破碎，受自重作用向坡下方向源源不断提供大量的破碎岩石，堆积在下面的缓坡地带形成松散堆积层，为滑坡提供物源。断裂构造对该松散堆积体滑坡的形成起直接的控制作用，它的活动性决定了崩坡积松散堆积体变形破坏的形式和规模。
图4.1.12 堆积体上缘陡壁上发育的逆冲断层
ⅱ)堆积体滑动的内外动力作用分析
斜坡地带的第四系崩坡积物，由于其结构松散性而易于变形破坏;它对内、外动力作用(降雨、地震和人类工程活动等)非常敏感，易于受降雨形成的流水冲刷、侵蚀、入渗作用以及地震的影响而改变其稳定状态。
a.降雨对滑坡的触发作用
滑坡区的地形、地貌十分有利于地表水的汇流和下渗。崩坡积体结构松散，孔隙度大，大气降雨可直接渗入坡体。由于堆积体底板为透水性差的顺坡向层状绿泥石片岩，地下水难以下渗，只能在坡体中运动，形成上层积水，造成强大的动水压力及孔隙水压力，坡体与片岩之间界面的力学强度降低，抗滑力下降，促使坡体向下滑坡。滑坡前为长达5个月(6月初～10月初)的降雨期，据永壳气象站(海拔1920m)1996年9月20日至10月27日的降雨资料统计，总降雨量为165.2mm(图4.1.13)，降雨的诱发作用促使堆积体产生整体式滑动。因此，降雨是触发该滑坡发生的一个主要因素。
图4.1.13 1996.9.20～1996.10.26日降雨量统计图
b.地震对滑坡稳定性的影响
研究区最近的一次地震活动是1996年2月3日丽江MS=7.0级地震，滑坡区距离震中大约25km，地震烈度Ⅷ度(韩新民等，1997)。受短暂突变的地震力反复冲击，此次地震对滑石板崩坡积堆积体结构的扰动还是很明显的，虽然没有明显导致堆积体滑动，但堆积体的稳定性会大大降低，整体处于临近斜坡失稳状态。
唐川等(1997)称滑石板滑坡为地震滞后型滑坡，但从降雨和地震的影响来看，滑坡前一个多月中，日最大降雨量为60.5mm(10月4日)，降雨强度并不是很大。因此，我们认为滑石板滑坡是降雨和地震双重作用而诱发产生的。地震动促使堆积体斜坡变形破坏，稳定性下降并临近失稳状态，雨季到来时，雨水沿孔隙渗入，堆积体附加荷载增大，并且水体使片岩软化，孔隙水压力迅速增大，造成堆积体整体式滑动。
(3)滑坡演化过程
根据滑石板堆积体滑坡的发育特征，该滑坡的形成经历了先堆积后滑动的过程。其演化的全过程是极其复杂的，但本质上是抗滑力F和下滑力F'矛盾的对立和统一过程(下滑力与抗滑力平衡破坏而导致滑坡)。因此，为了简化演化过程的概念模型，将该滑坡的形成演化过程分为三个阶段(图4.1.14)。
1)碎石体堆积阶段。滑石板悬崖陡壁崩落物质加荷于后缘堆积体，部分顺坡滚落堆积在下面滑坡地带，且厚度逐渐增大;由于崩坡积堆积体属土石混杂堆积，结构松散，本身就处于非稳定状态，因而堆积的厚度越大，其稳定性就越差;潜在滑移体的下滑力F'逐渐增大，但总体上是抗滑力F大于下滑力F'，其局部虽有一定的变形，但整体仍处于相对稳定状态。
2)自然休止状态。松散堆积体达到足够的厚度，整体处于失稳的临界平衡状态，对外界扰动作用非常敏感。此时抗滑力F基本上等于或略大于下滑力F'，潜在滑体以自然休止角38°～40°堆积在斜坡上。
3)显著滑动阶段。潜在滑动面的抗剪强度受不利因素(如强降雨等)的影响而下降，抗滑力就会降低，水压力等不利因素又增加下滑力。当整体抗滑力F小于下滑力F'后，堆积体从蠕变、潜移而发展到加速运动，而当位移发展、积累到一定程度时会导致整体滑动突然发生。下滑后的松散堆积体厚度变小，因自身组织的不断调整，下滑力急剧下降，此后抗滑力大于下滑力，斜坡体由不稳定转向稳定的逐渐变化过程中，进入新一轮崩落堆积阶段。经持续而又长期的堆积并达到足够的厚度或临界平衡状态后，在环境因素变化下又会产生类似上述的破坏失稳滑动。
图4.1.14 滑石板滑坡形成演化过程图
Ⅷ 地质灾害信息系统
整理集成全国地质环境与地质灾害调查、监测和研究成果，编制全国地质灾害气象预警预报信息图层30个，建立全国地质灾害气象预警预报信息系统。
5.2.1 信息图层编制原则
在地质灾害气象预警信息图层编制过程中，充分考虑到影响地质灾害发生的各种地质环境背景条件因子、历史地质灾害点分布、社会经济条件、人类工程设施等因素。依据如下几个原则:
1)全面性。将目前能够收集到的影响地质灾害发生的各种因素，尽可能地考虑全面，至于每种因素的影响贡献大小在权重计算部分考虑。
2)时效性。每个信息图层的编制中，尽可能以最新最翔实的数据资料为基础，从而保证对最新资料信息和研究成果的及时利用和更新。
3)适用性。收集到的数据资料，根据全国地质灾害气象预警预报的具体工作实际需要，进行相应的改编处理。
4)最大可能使用数据。全国地质灾害气象预警预报的基本比例尺定位为1∶100万，一些关键的图层数据，如地理底图、地质底图、土地利用底图均可达到1∶100万的比例尺需求，但部分信息图层无法达到1∶100万的比例尺，本项目本着最大可能使用数据的原则，暂且采用小比例尺的图层直接投影变换代替，以后工作中再逐步更新。
5.2.2 信息图层概况
信息图层的投影参数如下:
比例尺:1∶100万
投影类型:亚尔博斯等积圆锥投影坐标系;坐标单位:mm
第一标准纬度:25°00༼″;第二标准纬度:47°00༼″
中央子午线经度:105°00༼″;投影原点纬度:0°00༼″
地质灾害气象预警预报信息图层基本情况见表5.1。
5.2.3 信息图层说明
各信息图层编制按照各因子的分布特点进行分级。
5.2.3.1 年均雨量
全国年均雨量分为11个级别，各级别年均雨量分段:＜50mm，50～100mm，100～200mm，200～400mm，400～600mm，600～800mm，800～1000mm，1000～1200mm，1200～1600mm，1600～2000mm，＞2000mm。
5.2.3.2 年均气温
根据《中国自然地理图集》(2004)，将全国年均气温分为9个级别，各级别年均气温分段如下:＜－4℃，－4～0℃，0～4℃，4～8℃，8～12℃，12～16℃，16～20℃，20～24℃，＞24℃。
5.2.3.3 年蒸发量
根据《地下水资源与环境图集》(2004)，将全国年蒸发量分为10个级别，各级别分段如下:＜500mm，500～600mm，600～800mm，800～1000mm，1000～1200mm，1200～1400mm，1400～1600mm，1600～2000mm，2000～2400mm，＞2400mm。
表5.1 全国地质灾害气象预警预报信息图层简表
5.2.3.4 年干燥度
干燥度，又称干燥指数或干燥因子。描述气候干燥程度的指数，与湿润系数互为倒数，一般用水分的可能消耗量与收入量的比值表示。它是表征一个地区干湿程度的指标。
根据《地下水资源与环境图集》(2004)，将全国年干燥度分为12个级别，各级别分段如下:＜0.5，0.5～0.75，0.75～1.0，1.0～1.5，1.5～2.0，2.0～3.0，3.0～5.0，5.0～10，10～25，25～50，50～100，＞100。
5.2.3.5 地震烈度
采用第三代《中国地震烈度区划图》(1990)，将全国地震烈度按5级区划:Ⅴ度区、Ⅵ度区、Ⅶ度区、Ⅷ度区、Ⅸ度区。
5.2.3.6 历史地震点
来源于科学数据共享工程，中国地震局共享数据网，近年来(1999年1月1日至2006年11月2日)的已发地震点数据，共203个。
5.2.3.7 地层岩性
根据“中国地质科学院地质研究所，1∶100万地质图”重新进行编制划分。
(1)划分原则
地质灾害的产生与地层岩性关系密切。地层岩性是地质灾害形成的内在因素，对地质灾害的产生起着主导和控制作用，岩性及其组合特征的控制作用决定着地质灾害的区域分布。从沿海向内陆，地层岩石由火成岩为主变为变质岩、碎屑岩相间分布，进而变为碳酸盐岩、碎屑岩、变质岩相间分布。
斜坡岩土体的性质及其结构是形成滑坡、崩塌的物质基础。一般易形成滑坡、崩塌的岩体，大都是碎屑岩、软弱的片状变质岩，岩性多为泥岩、页岩、板岩、含碳酸盐类软弱岩层、泥化层、构造破碎岩层。这些软弱岩层经水的软化作用后，抗剪强度降低，容易出现软弱滑动面，形成崩滑体。
黏性土滑坡在四川分布密集，在中南、闽、浙、晋西、陕南、河南等地也较密集，在长江中下游、东北等地也有一定分布;半成岩类粘土岩滑坡在青海、甘肃、川滇地带、山西几个断陷盆地中分布密集;黄土滑坡在黄河中游、青海等省较密集;泥岩、千枚岩、砂质板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、云南、四川、甘肃等地十分发育。
泥石流主要发育在变质岩区和黄土区，火成岩区和碎屑岩地区次之，碳酸盐岩地区泥石流相对不发育。
根据全国地质灾害发育的普遍规律并结合不同地区地质灾害发育的特殊性，主要考虑以下几个方面的原则划分地质灾害敏感性岩组。
1)地层岩性与地质灾害分布的关系;
2)地层岩性的成因、物质组成与空间分布特征;
3)地层岩性的时代;
4)岩土体(不同时代地层)的工程地质性质;
5)水岩相互作用的敏感性;
6)1∶100万中国地质图的精度。
(2)划分方案
根据地质灾害发育的普遍规律以及地层岩性对地质灾害的敏感程度，将地质灾害敏感性岩组划分为10种类型。敏感性指数值越高，则相应的岩组对地质灾害的发生也越敏感。
Ⅰ类:主要为水体、粉砂质食盐、食盐壳、盐碱壳、风积物砂等区域，这些区域不会发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。
Ⅱ类:主要是火成岩类。岩性为闪长岩、石英闪长岩、辉长岩、花岗岩、辉绿岩等，岩性坚硬，力学强度大，是很好的地基和建筑材料。
Ⅲ类:主要是火成岩类。岩性为钾长花岗岩、二长花岗岩、碱长花岗岩、片麻状花岗岩、斜长花岗岩、紫苏花岗岩、正长岩、石英正长岩、煌斑岩、白岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩、辉石闪长岩、辉长闪长岩、花岗斑岩、英安斑岩、辉绿岩、橄榄岩、橄榄辉绿岩、玄武岩、橄榄玄武岩、苦橄玄武岩、石英二长岩、石英二长斑岩、辉石岩、角闪正长岩、闪长玢岩、英安玢岩、辉绿玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、碱性岩、英安岩、粗面岩、科马提岩、云辉二长岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、细碧岩、石英钠长斑岩、霏细斑岩、辉长苏长岩等，岩性坚硬，力学强度较大。
Ⅳ类:主要是变质岩类和部分火成岩及沉积岩。岩性为白云质灰岩、灰岩、白云岩、黑云母花岗岩、白云母花岗岩、黑云斜长花岗岩、二云母花岗岩、流纹岩、变粒岩、片麻岩、角闪岩、砂砾岩、砾岩、变质橄榄辉长岩、糜棱岩、蛇纹岩、大理岩、珍珠岩、硅质岩、蛇绿岩、浅粒岩、岩溶角砾岩、铝铁岩系、黑云角闪闪长岩、斑状云母橄榄岩、榴辉岩、黑云母霞石白榴岩、霏细岩等，岩性较坚硬，力学强度较大。
Ⅴ类:主要是沉积岩类。岩性为页岩、夹页岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸盐岩、凝灰岩、糜棱岩等，半坚硬岩组，力学强度较低，易风化，遇水软化，是地质灾害较易发生的地层。
Ⅵ类:主要是沉积岩类。岩性为泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、夹泥岩、粘土岩、泥页岩、煤系、泥质粉砂岩、冰碛泥砾岩等，半坚硬岩组，力学强度低，遇水泥化，是地质灾害容易发生的地层。
Ⅶ类:岩性为黄土、黄土状土，黄土的地层年代为Q1p，Q2p，渗透性弱、抗剪强度高。
Ⅷ类:主要为冲海积物、海积物、冲湖积、湖积、沼泽堆积、石英斑岩风化层、花岗斑岩风化层等松散层。
Ⅸ类:主要是冲积物、冲洪积物、洪冲积物、残坡积物、坡冲积物、冰碛物、苦橄玄武岩风化层、辉绿岩风化层、花岗岩风化层、冰积物等松散堆积物，是产生地质灾害的主要物源。
Ⅹ类:岩性为黄土，地层年代为Q3p，Qh，疏松、大孔隙，垂直节理发育，渗透性强、抗剪强度低、具湿陷性(表5.2)。
5.2.3.8 断裂分布
根据“中国地质科学院地质研究所，1∶100万地质图”编制。考虑到网格单元的大小和断层断裂的影响范围，计算时采用网格区内断层断裂的密度进行计算。
5.2.3.9 第四系成因时代
根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系的成因时代分为7类:N2－Q1p，Q，Qp，Q1p，Q2p，Q3p，Qh。
5.2.3.10 岩土体类型
来源于1∶400万岩土体类型图，将岩土体类型分为7类:火成岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩、砂质土、黄土、其他土。
5.2.3.11 第四系成因类型
根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系成因类型分为19类:冰碛、冰水沉积、冰水-洪积、冰水-湖积、洪积、残积、残坡积、冲积、冲积-洪积、冲积-湖积、寒冻风化残坡积、红土化残积、黄土堆积、风积、湖积、坡积、岩溶化残坡积、火山堆积、海陆交互相及海相堆积。
表5.2 中国工程地质岩组划分表
5.2.3.12 水文地质类型
将水文地质类型分为5大类、18亚类:
1)松散沉积孔隙水(滨河平原冲海积层孔隙水、堆积平原冲洪积层孔隙水、黄土高原黄土层孔隙水、内陆盆地冲洪积层孔隙水、沙漠风积沙丘孔隙水、山间盆地冲积层孔隙水);
2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩浆岩裂隙水、山地变质岩裂隙水);
3)多年冻土冻结层上水(高纬度山地基岩冻结层上水、中低纬度高原基岩冻结层上水、中低纬度高原松散沉积冻结层上水);
4)碳酸盐岩裂隙溶洞水(峰丛峰林裂隙溶洞水、岩溶丘陵裂隙溶洞水、岩溶山地裂隙溶洞水);
5)其他(湖泊、雪被)。
5.2.3.13 海拔高度
从1∶100万地理地貌底图中提取，将海拔高程分为6类:极高海拔(＞6000m)、高海拔(4000～6000m)、中高海拔(2000～4000m)、中海拔(1000～2000m)、低海拔(＜1000m)、其他(非山地丘陵)。
5.2.3.14 起伏程度
从1∶100万地理地貌底图中提取，将地形起伏分为6类:极大起伏(＞2500m)、大起伏(1000～2500m)、中起伏(500～1000m)、小起伏(200～500m)、丘陵(＜200m)、其他(非山地丘陵)。
5.2.3.15 地貌类型
从1∶100万地理地貌底图中提取，并重新归类，将地貌类型分为11类:山地、黄土梁峁、黄土台塬、黄土塬、风蚀地貌、台地、平原、冲积扇平原、低河漫滩、现代冰川、湖泊。
5.2.3.16 土壤侵蚀
根据“中国土壤侵蚀图”，将土壤侵蚀类型及侵蚀强度分为3大类、15亚类:
1)水力侵蚀(剧烈侵蚀、极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、无明显侵蚀、微度侵蚀);
2)冻融侵蚀及冰川侵蚀(强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、微度侵蚀);
3)风力侵蚀(极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀)。
5.2.3.17 水系
从1∶100万地理底图中提取的线形河流。实际计算时，采用网格单元内水系密度参加计算。
5.2.3.18 植被
从1∶100万地理地貌底图中提取，将植被覆盖分为6类:红树林滩、森林、经济林与竹林、灌木林、草地、其他。
5.2.3.19 土地利用
根据“1∶100万土地利用类型图”编制，将土地利用类型分为6大类、13亚类。分别是:①耕地(水田、旱地);②林地(有林地、灌木林、疏林地、其他林地);③草地(高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地);④水域;⑤城乡工矿居民用地(城镇用地、农村居民点、其他建设用地);⑥未利用土地。
5.2.3.20 公路
从1∶100万地理底图中提取的线形公路，又分为5类，即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。实际计算时，采用网格单元内所有公路密度参加计算。
5.2.3.21 铁路
从1∶100万地理底图中提取的线形铁路，补充青藏铁路线路。实际计算时，采用网格单元内铁路密度参加计算。
5.2.3.22 矿山点
全国矿山调查点共11万多个。
5.2.3.23 分县人口密度
根据2003年人口普查数据，分县计算人口密度，分为5类:＞750，450～750，150～450，50～150，＜50。单位:人/km2。
5.2.3.24 水坝分布
从1∶100万地理底图中提取，水坝工程点共885个。
5.2.3.25 塔庙宇文化要素分布
从1∶100万地理底图中提取，包括塔、庙宇和其他文化设施，计193个点。
5.2.3.26 灾害点—滑坡
2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的滑坡灾害点数据。合计45917个点。随着更新的数据成果，将继续更新。
5.2.3.27 灾害点—泥石流
2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的泥石流灾害点数据。合计9253个点。随着更新的数据成果，下一步将继续更新。
5.2.3.28 灾害点—崩塌
2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的崩塌灾害点数据。合计13094个点。随着更新的数据成果，下一步将继续更新。
5.2.3.29 地震动参数
根据“中国地震动参数图GB18306－2001”，分为7个级别:≥0.40，0.30，0.20，0.15，0.10，0.05，＜0.05。单位:g。
5.2.3.30 中国第四纪岩性图
根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系岩性分为11类:
砾质土;砂质土;黏质土;黄土类土;盐类为主;砾质土、黄土类土;黏质土、砂质土、砾质土;砂质土、黏质土;黏质土、砾质土;砂质土、砾质土。
Ⅸ 石灰岩的主要成分是什么
石灰岩是一种比较坚硬的岩石，它的主要成分是碳酸钙（CaCO3）。这种岩石对于机械侵蚀和物理风化的抵抗力较强，但却容易被含有酸性的水所溶解，因为酸性溶液可以和石灰岩发生化学作用，使岩石受到溶蚀。如果我们把盐酸滴到石灰石上，立即会有许多白色泡沫不断冒出，好像沸腾一样。待一会儿，用水冲去泡沫，石灰石上便留下了明显的溶痕。
雨水中经常含有一定数量的碳酸气，所以带有一些酸性。雨打在石灰岩上，一点点地溶蚀着它，天长日久，就在岩石上留下了破坏的痕迹。经过千万年不断的溶蚀冲洗，雨水就会把原来的石灰岩地面弄得面目全非：平地上出现了尖芽锐脊和深浅纵横的沟槽，斜坡上显出了一条条挺直的大裂缝，像车轮的痕迹那样。水流沿着石灰岩的裂隙逐渐扩大溶蚀，以后就会慢慢地形成石林、洼地或溶洞。
Ⅹ 岩石遇水内聚力和内摩擦角的变化，有什么规律吗
岩石浸水饱和后强度会发生降低，（内聚力和内摩擦角当然也会相应减小）称为岩石的软化性。岩石的软化性取决于岩石的矿物组成和空隙性。当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物，且含大开空隙较多时，岩石的软化性较强。如粘土岩、泥质胶结的砂岩、砾岩和泥灰岩等岩石，软化性较强，软化系数一般在0.4～0.6，甚至更低。软化系数是岩石的单轴抗压强度的变化系数，和内聚力、内摩擦角的变化有线性关系。常见岩石的软化系数如下表：
花岗岩：0.72～0.97
辉绿岩：0.33～0.90
玄武岩：0.3～0.95
砂岩：0.65～0.97
页岩：0.24～0.74
石灰岩：0.70～0.94
片麻岩：0.75～0.97
千枚岩：0.67～0.96
石英岩：0.94～0.96
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以上引自《岩体力学》，武汉地大99版