作者:风雪 | 排版:杳杳
24年贵州卷中考到的“地裂缝”是什么?它是如何形成的?我国哪里地裂缝较多?
今天我们一起来看看这些问题。
什么是地裂缝?
地裂缝是一种地表岩土体在自然或人为因素作用下,产生开裂,并在地面形成具有一定长度和宽度裂缝的地质现象。它本质上是一种地表破裂变形。常伴随地面沉降、塌陷,裂缝两侧可能发生垂直位移(一侧相对下降或上升)或水平位移(拉开)。
在《地裂缝及其灾害的理论与应用》一书中对于地裂缝的定义是:
地裂缝是在内外力作用下岩石和土层发生变形,
当力的作用与积累超过岩土层内部的结构合力时,
岩土层发生破裂,其连续性遭到破坏,形成裂隙。
地裂缝的成因与分类
地裂缝常被误认为是地震的前兆或结果。虽然强震确实会产生地震裂缝,但大多数地裂缝与地震无直接关联。
构造活动、干旱收缩、溶蚀与塌陷、黄土湿陷等自然因素都有可能形成地裂缝。除了自然原因外,人类活动也会诱发地裂缝出现。
【注】
胀缩土:浸水后体积剧烈膨胀,失水后体积显著收缩的黏性土,我国云南、贵州、四川、广西、河北、河南、湖北、陕西、安徽和江苏等地,均有不同范围的分布。
湿陷性土:是指非饱和、结构不稳定的土,在一定压力作用下受水浸漫后,其结构迅速破坏,并产生显著的下沉。湿陷性土在我国北方分布广泛,最常见的就是湿陷性黄土。
地裂缝的出现,通常多种因素共同作用的结果(以某种作用为主导,叠加其他因素)。
例如,2018年出现在东非大裂谷肯尼亚段一条长达7~8km长的地裂缝,就是在断层活动(内动力)的基础上叠加地下径流侵蚀(外动力)共同作用的结果。
东非大裂谷长度超过6000公里,由于地壳板块张裂,断裂陷落形成大规模裂谷,构造活动和火山活动都异常活跃,因此裂谷里面经常会出现大量地裂缝。
肯尼亚地裂缝形成过程示意图
易产生地裂缝的地区往往地质构造活跃、土体松散易侵蚀、土壤容易发生胀缩、地下多采空区,容易出现地面塌陷等现象。
我国地裂缝的分布
我国的地裂缝分布广泛、规模不一、成因多样,与地震、断层活动以及地下水超采等密切相关。
地裂缝是一种重地质灾害,它具有线性延伸、持续活动、破坏性强的特点。
华北平原和汾渭盆地由于城市和人口密集,地裂缝数量多,是受地裂缝影响最严重的区域之一。
华北平原地形地貌图
华北平原
华北平原地裂缝的主要成因是人类过度开采地下水。
由于华北平原长期缺水,地下水资源被持续抽取,未能得到及时补充,导致地下水水位持续下降,形成了地下漏斗区。这种变化不仅引发了地面沉降,还破坏了土体的整体性,最终在地面上产生了明显的裂缝。
汾渭盆地
汾渭盆地地裂缝带规模大、类型多、危害严重,西安就是典型的例子。
图源网络
渭河平原是由地堑形成的谷地,再经渭河冲积形成的。
西安地处秦岭北麓的渭河平原,地质构造活跃,断层活动频繁。在此基础上,过度抽取地下水、降雨渗透及地震等因素共同作用,加剧了该地区地裂缝的发育。
右图:自绘
地裂缝的危害主要体现在对基础设施的破坏、对自然环境的影响和对人类生活的影响三个方面。
对于长期缓慢发展的地裂缝,可通过地质勘察与实时监测有效规避其危害。例如,西安市在全市多处设立了地裂缝监测点,应用GNSS技术实时掌握其发展动态。
而对于瞬间发生的地裂缝,提升建筑结构强度是当前降低损失的主要策略。
(2024年贵州卷)某铁路采用中国标准建造,其中一段穿过宽约40km且地裂缝广泛发育的裂谷带。该路段四季不分明,植被覆盖率高,是大型野生动物迁徙的重要通道。完成下面小题。
1. B
【解析】东非高原是东非大裂谷的主要分布区,地壳活动频繁,地裂缝广泛发育,与题干中“40km宽的裂谷带”完全吻合。四季不分明、植被覆盖率高符合热带草原气候特征(全年高温,分干湿两季),东非高原以热带草原为主,且是大型野生动物(如角马、斑马)迁徙的核心区域。综上所述,该铁路最可能位于东非高原,B对;墨西哥高原位于美洲,主要是火山活动形成的,以火山地貌为主,B错;德干高原为古老稳定地块,地势相对平坦,没有大规模的裂谷带,C错;巴西高原为南美古老高原,无典型裂谷带和动物迁徙通道,D错。故选B。
2. A
【解析】东非大裂谷地壳活动活跃,地裂缝可能持续发育甚至扩展,对铁路路基和轨道稳定性构成直接威胁。通车后需长期监测地裂缝变化,及时预警以保障运行安全,A对;降低运行速度并不能减少地裂缝带来的风险,B错;加强铁路沿线污染治理与运行安全无关,C错;留野生动物迁徙通道通常属于建设阶段的生态保护措施,而地裂缝的监测是通车后持续性的安全需求,D错。故选A。
地裂缝”是地面裂缝的简称,是地表岩石、土体在自然原因(地壳活动、水的作用等)或人为因素(抽水、灌溉、开挖等)作用下,产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度的一种地表破坏现象。我国地裂缝主要发生在河北、山西、贵州、陕西、山东、吉林、江苏、内蒙古、浙江等省(区)。下图为北京市地裂缝分布示意图。
(1)地裂缝对图示地区城市的发展有哪些影响?(6分)
(2)请为图示中地裂缝集中区的相关城市提出防治措施。(6分)
(1)①对城市现有的地面与地下建筑设施造成破坏;②影响城市重大市政设施的建设;③影响未来的城市规划。(每点3分,答出其中任两点即可,共6分)
(2)①使用先进监测设备,加大对地裂缝区的地质勘探与监测力度;②采取措施限制过度开采地下水;③对已有裂缝采取回填、夯实,并改善地裂区的土体性质;④对原有建筑进行加固,提高规划或正在建设的基础设施的标准。
参考文献:
[1]王景明,王江帅,刘金峰等.《地裂缝及其灾害的理论与应用》[J].工程地质学报, 2001.
[2]黄伟亮, 卢全中, 蒋富强, 等. 2022. 东非肯尼亚裂谷活动断层型地裂缝变形特征与机理研究[J]. 工程地质学报, 30(4).
[3]张勤,瞿伟,彭建兵,等.渭河盆地地裂缝群发机理及东,西部地裂缝分布不均衡构造成因研究[J].地球物理学报, 2012, 55(8).