秦岭北缘中段花岗岩山崩群发机制研究

The Northern edge of Qinling Mountain is located in the south of Xi’an city, and a granite rock-avalanche zone with length of 40 km is developed along the Qinling Mountain. However, it was rarely reported the granite rock-avalanche zone in the past years. The preliminary study has revealed that some scientific problems (e.g.spatial distribution, genetic models, geological factors, formation ages and dynamic mechanism) are worth studying. In this research, based on the field investigations and inventory of those rock-avalanches, three technique of dating methods such as 14C, optically stimulated luminescence (OSL) and Nuclide Surface Exposure Dating will be adopted to determine the relationship between formation ages and paleo-earthquake. Moreover, the distribution law, zoning characteristics and disaster modes will be revealed through remote sensing, geological mapping, UAV remote sensing and 3D laser scanning.Besides, some methods such as the shaking table test and the dynamic discrete element numerical simulation will be used to disclose the formation-evolution mechanism of granite rock avalanche under seismic load. This program will set example for the risk early warning of granite rock-avalanche. Meanwhile, it will provide the basic data and scientific support for the development and protection of Qingling Mountain landscapes as well as the rock-avalanche geological heritages.

历史古城西安市以南的秦岭北缘山谷中发育一个近东西向展布、长达50km的花岗岩山崩带，在同一岩体中成带发育20余个大型山崩体，国内外罕见。我们初步研究发现，这个山崩带尚存许多疑惑值得深究：强度极高的花岗岩为什么群发那么多山崩，其地质原因是什么？这些山崩是同期群发的还是多期形成的，其形成年代？山崩群发与哪次地震有关，其发震断层和震中何在？带状分布的花岗岩体对地震动力如何响应，具有什么样的动力学机制与过程？针对上述问题，本项目基于对山崩群基本数据的调查编录，借助遥感解译、地质测绘、无人机遥测和三维激光扫描，揭示山崩群分布规律和成带特征并概化其成灾模式；采用各种测年方法，厘定山崩群发时代及其与古地震的关系；通过振动台试验和动力离散元模拟，揭示花岗岩山崩体在地震动力作用下的形成演化机制。研究工作将为花岗岩地震山崩的风险预警提供研究示范，并为开发和保护秦岭山崩群地质遗迹提供科技支撑。

历史古城西安市以南的秦岭北缘山谷中发育一个近东西向展布、长达50km的花岗岩山崩带，在同一岩体中成带发育20余个大型山崩体，国内外罕见。经初步研究发现，这个山崩带尚存许多疑惑值得深究。本项目基于对山崩群基本数据的调查编录，借助遥感解译、地质测绘和无人机遥测，揭示部分山崩体特征并概化其成因机理：在多期岩浆活动和复杂的断裂活动影响下，岩体内部产生了许多构造裂隙，岩体完整性和稳定性逐渐被破坏，为崩塌的产生提供了物质条件,与此同时，在重力和外力地质作用如地震的作用下，岩体完整性和稳定性逐渐被破坏；利用宇宙成因核素（10Be）测年方法，准确厘定崩塌发生年代，并且对比地质历史时期气候变化和地震发生事件，通过利用地震震级与滑坡面积频度分布的关系分析了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震规模，得到了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震震级应在7.6-8.1之间。并结合区域地震构造环境以及与现代地震诱发滑坡事件的对比，认为秦岭北麓具有发生7.5级以上地震的潜在能力；通过动力离散元模拟和振动台试验，研究花岗岩岩质边坡在地震作用下的动力特性、响应规律、破坏特征和破坏机制，并揭示岩性、岩体结构、边坡结构、断裂构造和山谷地貌的地震响应模式和放大效应，重建其动力学机制与演化过程；在沣镐都城遗址开挖探槽以期揭示山崩、西周古都城消亡与古地震的时空联系及灾害链生过程，目前尚未发现与地震相关的如地表破裂、断层和地震喷沙冒水等地震液化证据。研究工作将为花岗岩地震山崩的风险预警提供研究示范，并为开发和保护秦岭山崩群地质遗迹提供科技支撑。