《科學通報》近期發表了中國地質大學（武漢）唐輝明教授“三峽庫區滑坡與河谷協同演化機制”一文。該文運用多學科交叉融合的手段，揭示了長江三峽庫區滑坡時空分布規律與地球表層內外動力耦合作用關系，發現“地殼抬升-氣候驅動-地表過程”高度關聯，揭示了長江三峽庫區滑坡群發、多發的孕災機制，為長江大保護戰略和城鎮地質安全提供科學支撐。

三峽庫區滑坡呈現數量多、分布廣的特點。巖石圈內的構造活動是滑坡演化的內動力，自新構造運動以來，三峽庫區一直處于間歇性大面積抬升狀態，河流持續侵蝕下切，河床加深，岸坡逐漸增高和變陡，為滑坡孕育提供了外部條件。大氣圈、水圈、工程擾動圈的共同作用是滑坡演化的外動力。階地形成過程中的侵蝕、堆積和應力調整為滑坡的孕育提供了必要的地形地貌和力學條件。大氣圈通過水汽輸送參與了地表與地下水圈的循環作用，加速了巖土體的裂解與風化。工程擾動圈改造了地表與地下結構，驅動原有的地表/地下水圈發生改變（ 圖1 ）。

圖1 內外動力驅動滑坡地表過程

三峽地區發育多級河流階地，這些階地是由水流先側向侵蝕然后下切形成 。階地的形成與構造活動、氣候變化密切相關。三峽地區重慶-宜昌段識別出五級河流階地。第一到第五階地年齡在0.012～0.740 Ma之間。其中，第一級階地為全新世早期，第二級階地為晚更新世晚期，第三級階地為晚更新世早中期，第四級階地為中更新世早中期，第五級階地為早更新世晚期。 圖2 顯示了三峽庫區重慶段、巫山段和宜昌段階地高程與形成年代關系，階地年齡和階地高程二者之間均呈現很好的線性關系；同時階地的類型及其分布反映了不同河段的水動力條件和后期地表徑流的侵蝕能力，庫區河流具有強力的下切能力和快速的流速等特點。

圖2 三峽庫區典型區段階地高程與形成年代關系圖

在區域氣候變化影響下，地形切割與地層剝蝕作用強烈，形成了三峽庫區著名的三大峽谷。研究發現從三峽庫區上游至下游，滑坡前緣最低高程和滑坡后緣高程呈現出逐漸降低的趨勢，與不同時期河流階地高程對應。可見，在氣候變化背景條件下“地殼運動-地表過程-滑坡成生”三者高度關聯，即河流階地高程與滑坡演進過程、滑坡群發時間、滑坡前緣高程存在明顯的對應關系（ 圖3 ），形成了三種典型協同演化模式：近水平狀滑坡演化模式（塘角滑坡模式）、順層滑坡演化模式（藕塘滑坡模式）和順層-切層滑坡演化模式（黃土坡滑坡模式）。

圖3 河流階地特征與滑坡成生協同演化模式（a）三峽庫區地質剖面圖；（b）滑坡沿江分布圖；（c）典型河流階地與滑坡成生協同演化模式圖

滑坡發生時間與階地形成時間具有明顯的協同性。大量滑坡發生的時間發生于階地形成之后（ 圖4 ），階地的形成為后期滑坡孕育發展提供了幾何臨空條件。滑坡發生的時代與位置與階地的時空演化具有密切的關系。部分滑坡主要發生于間冰期時期，河流階地受控于氣候變化和構造隆升的耦合作用，先期地質構造隆升促進了河谷下切斜坡臨空面形成，而氣候變化影響了河流側蝕-下切行為的轉換。

圖4 三峽庫區典型滑坡與階地年齡關系圖

唐輝明. 三峽庫區滑坡與河谷協同演化機制. 科學通報, doi: 10.1360/TB-2024-1225

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