摘要
宣化山间盆地位于内蒙古高原和华北平原过渡带，区内地质灾害对人居环境安全造成潜在威胁。对宣化山间盆地进行地质灾害易发性评估和成因机理研究，有助于制订地质灾害综合防治规划，对促进后冬奥时期区域社会经济发展具有积极意义。本文通过1∶5万地质灾害和构造岩相学调查，分析了宣化山间盆地地质灾害发育特征和影响因素，评估了地质灾害易发性，讨论了地质灾害的构造岩相学孕灾条件和成因机理，并提出综合防治建议。研究结果表明：宣化山间盆地地质灾害易发性分区以低易发区为主导，面积为1207.86 km2 ，分布在基岩山区和盆山转换结合带；从基岩山区到沉积盆地，构造岩相学孕灾强度具有 “较强—强—弱”横向递变规律，白云岩岩体区内碎裂岩化相较强，岩体结构稳定性低，是地质灾害的主要载体；基岩山区和盆山转换结合带是宣化山间盆地地质灾害防治重点区，对崩塌和滑坡典型地质灾害建议分别采用挂网锚喷支护和桩板式抗滑挡进行治理，同时加强地质灾害监测。本研究可为宣化山间盆地减灾防灾、国土规划及生态修复规划提供科学参考。
Abstract
The Xuanhua Mountain Basin is located in the transitional zone between the Inner Mongolia Plateau and the North China Plain, where geological hazards pose a potential threat to the safety of the human settlement environment. Conducting research on geological hazards susceptibility assessment and genetic mechanisms in the Xuanhua Mountain Basin contributes to the development of comprehensive geological hazards prevention and control plans, and holds positive significance for promoting regional socio-economic development after the post-Winter Olympics. This study, based on a 1∶50000 scale investigation of geological hazards and structural petrology, analyzes the development characteristics and influencing factors of geological hazards in the Xuanhua Mountain Basin, assesses the susceptibility to such geological hazards, discusses the hazards -predisposing conditions and genetic mechanisms from a structural petrological perspective, and proposes comprehensive prevention and control measures. The research results indicate that the geological hazards susceptibility zoning in the Xuanhua Mountain Basin is dominated by low-susceptibility areas, covering an area of 1207.86 km², which are distributed in the bedrock mountainous regions and the mountain-basin transition zones. From the bedrock mountainous areas to the sedimentary basin, the hazards-predisposing intensity of structural petrology exhibits a lateral gradational pattern of "relatively strong-strong – weak". Within the dolomite rock masses, the cataclasite phase is relatively developed, resulting in low rock mass structural stability, which serves as the primary carrier for geological hazardss. The bedrock mountainous areas and the mountain-basin transition zones are key regions for geological hazards prevention and control in the Xuanhua Mountain Basin. For typical geological hazardss such as collapses and landslides, it is recommended to implement shotcrete with wire mesh and bolt support for collapses, and pile-slab anti-slide retaining walls for landslides, while simultaneously strengthening geological hazards monitoring. This study can provide scientific reference for hazards mitigation and prevention, territorial planning, and ecological restoration planning in the Xuanhua Mountain Basin.
0 引言
宣化山间盆地，秦上谷郡，作为“京西第一府”，古往今来承担着“神京屏瀚”重要职能（狄志惠， 2007）。然而随着乡村振兴和城镇化建设推进，建房挖基、修路切坡及矿山开采等人类活动频繁进行，诱发了崩塌、泥石流和地面塌陷等地质灾害，对人居环境安全造成潜在威胁（杜建涛，2020）。在宣化山间盆地开展地质灾害易发性评估和成灾机理研究，可为宣化山间盆地地质灾害防治规划和地质灾害调查提供科学参考，对当地首都“两区”建设和后冬奥时期区域社会经济发展具有积极意义。
地质灾害是复杂地质环境和人类工程活动耦合作用的结果，其易发性体现了地质灾害发生的可能性程度（罗守敬等，2021）。目前国内外有关地质灾害易发性评估，主要采用定性和定量2种方法（兰盈盈等，2024），定性方法包括层次分析法（Saaty and Vargas，1979）、模糊综合评价法（苏建辉等，2015）和德尔菲法（狄靖月等，2019）等，定量方法包括证据权法（Agterberg，1992）、信息量法（陈立华等，2020） 和随机森林模型法（Goetz et al.，2015）等。定性方法评估过程较为简单，但存在客观性较差局限，定量方法更具有客观优势，但无法反映决策者对实际评估指标的重视程度，因此，采用定性和定量组合方法评估地质灾害易发性，一定程度可提高评估模型精度和评估结果的真实性（李勇和宋英旭，2023）。地质灾害易发性评估结果的真实性，关键取决于评估指标的选取（朱江等，2023），综合大量已有研究成果，地质灾害易发性评估指标主要包括孕灾环境指标、诱发机制指标和灾体特征指标（王璐，2023； 翟文华等，2023；贾丽娜和陈世昌，2024；刘润胜和郭有金，2024），孕灾环境指标包括地形地貌、地层岩性和地质构造等，诱发机制指标包括极端降水、地震和人类活动等，灾体特征指标包括灾体密度、规模和发生频率等。地质灾害易发性评估研究，核心在于正确选取评估指标，合理运用评估方法，来把握地质灾害影响因素和影响程度。
宣化山间盆地具有盆-山（沉积盆地-造山带） 转换区构造样式和景观结构特征，由于盆地基底层发育挠曲构造（宋津生和魏世英，1979），上覆第四系较薄，导致沉积盆地内基本无地质灾害分布，而基岩山区和盆山转换结合带岩土体碎裂岩化相发育，沟域地貌突出，成为崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害集中分布区。以往学者已对宣化山间盆地及周边的地质灾害展开了大量研究，张振江（1992）通过对宣化老汉山地裂缝进行调查，将老汉山地裂缝分为山顶北侧地裂缝和山顶中南部地裂缝两类，认为新构造运动使老断裂活化是地裂缝主要形成机制。戚帮申（2017）通过研究张家口地区区域地壳稳定性，认为张家口地区地质灾害类型主要为泥石流，其主要分布在基岩山区和盆山交接部位，降雨是泥石流形成的主要原因。李焕彬（2018）利用加权信息量模型评估了张家口地区滑坡地质灾害危险性，将滑坡危险性分为高、中和低共 3 个等级，高危险区面积为 4650 km2，占比为 12.7%。总结以往研究成果，宣化山间盆地地区地质灾害研究具有灾种单一性，难以满足多灾种综合防治规划实践需求。宣化山间盆地内地质灾害类型包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂缝 5 类，仍需从构造岩相学角度出发（方维萱，2022），对地质灾害分型，进行易发性和成因机理研究。
本文通过对宣化山间盆地展开1∶5万地质灾害及构造岩相学调查，分析了崩塌、滑坡和泥石流等5 类地质灾害的发育特征和影响因素，采用层次分析法+信息量法这一定性和定量组合方法，评估了宣化山间盆地地质灾害易发性，讨论了地质灾害构造岩相学孕灾条件和成因机理，以期为宣化山间盆地区域地质灾害调查、防治及规划提供科学参考。
1 研究区概况
宣化山间盆地位于河北省北西部，地理坐标为东经114°30'～115°35'，北纬40°0'～40°50'，北东— 南西向长89.1 km，北西—南东向长41.5 km，总面积为 2006.94 km2，行政辖区隶属于张家口市（图1a）。宣化山间盆地具有盆山镶嵌构造地貌特征，北东、南西部山区海拔一般在 1184～1966 m，最高峰为北部凤凰山，海拔为 1997 m，盆地内部海拔为 600～800 m（图1a）。从山区到盆地，地貌类型从剥蚀侵蚀中低山，向山前洪冲积平原，再向河流冲积平原过渡。宣化山间盆地气候属温带半干旱大陆性季风气候，多年平均气温为 7.6℃，多年平均降雨量为 409 mm，降雨集中在夏季7—8月份。
图1宣化山间盆地地质环境分布图
a—高程、断裂及河流分布；b—工程岩组分布；c—地质灾害点分布
区域构造上，宣化山间盆地位于宣龙复向斜、蔚县复向斜和军都复向斜交汇处（张树胜等， 2021），分布的主要断裂构造包括洋河断裂、榆树林—武家沟断裂、下花园断裂和雕鄂断裂（图1a），出露地层由新到老为第四系、新近系、白垩系、侏罗系、蓟县系、长城系、崇礼群和桑干群等，工程岩组包括坚硬块状变质岩组、坚硬块状碳酸盐岩组、黄土状土等（图1b）。宣化山间盆地新构造运动以地壳垂直差异升降为主，地震峰值加速度为 0.15 g，历史地震多集中在5级以下。
据野外实地调查，宣化山间盆地地质灾害点共计 42 处，主要分布在盆山转换结合带和基岩山区 （图1c）。其中，崩塌 23 处、泥石流 8 处、地面塌陷 9 处、滑坡和地裂缝各 1 处。宣化山间盆地的地质灾害规模基本为小型，中型地质灾害仅有崩塌和泥石流各 3 处（图1c）。近年来，随着宣化山间盆地内城镇化发展加速，人类活动频繁，削坡开荒，修路切坡、建房挖基及采矿活动等，是宣化区地质灾害主要诱发原因。
2 地质灾害发育特征及影响因素
2.1 崩塌
崩塌主要分布在基岩山区的公路和沟谷两侧陡峭斜坡上，发育高程在 500～1500 m，主要集中在 500～1000 m，包括 11 处土质崩塌和 12 处岩质崩塌 （图2a、b）。崩塌分布的工程岩组主要包括坚硬块状变质岩岩组、坚硬块状碳酸盐岩岩组、软弱层状碎屑岩岩组和黄土状土中，极少为坚硬块状岩浆岩岩组。崩塌靠近背斜、向斜轴部及断裂带，受构造应力作用，岩体内发育碎裂岩化相（图2b），具有多组裂隙，岩质崩塌多为坠落式和滑移式崩塌，黄土土体土质疏松，土体中垂直裂隙发育（图2a），土质崩塌多为倾倒式崩塌。地貌区坡度、地形起伏及高程等要素，承载体岩土体性质结构和构造活动、降水及地震等是宣化山间盆地崩塌形成的主要影响因素（王璐，2023）。
2.2 滑坡
滑坡为牵引式土质滑坡（图2c），形态为舌状，规模为小型，滑坡高 47 m，宽 30 m，长 60 m，平均滑体厚度4 m，纵剖面形态呈直线型，坡度70°，主滑方向90°，滑坡体两侧边界见明显裂缝，裂缝宽20～30cm，滑坡前缘剪出口发育明显（图2c），为一处1.2 m 高陡坎，滑坡后缘见明显拉张滑移裂缝，裂缝宽 22～30 cm。滑坡滑带为软弱土质层，土体有明显蠕动迹象。宣化山间盆地滑坡影响因素与崩塌类似，主要包括坡度、高程和地形起伏等地貌区要素，承载体岩土体结构性质，以及构造活动、降水和地震等诱发条件（李焕彬，2018）。
2.3 泥石流
泥石流主要分布在基岩山区沟系地貌中（图2d），发育高程在1000～1500 m，主要集中在1200～1400 m。基岩山区沟域地貌突出，支沟较多，横剖面多呈V型和U型，纵剖面呈阶梯状，沟床纵坡降相对较大，两岸地形陡峭，侵蚀作用和构造作用相对强烈，岩体具有碎裂岩化特征，大量松散物堆积于沟谷中，为泥石流形成提供了良好的物源及流通条件。泥石流多属暴雨型，按流体性质划分，有水石流 1处，泥石流 7处，均处于发展阶段。影响宣化山间盆地泥石流的因素主要为沟坡系统的分布、汇水情况、岩土体性质结构、植被覆盖情况和坡度、地形起伏等（戚帮申，2017）。
2.4 地裂缝和地面塌陷
地裂缝位于北东部盆山转换结合带（图2e），规模均为小型。地裂缝形态呈弧线型，面积约170 m2，内部充填碎屑岩岩屑，边缘区为 3～5 m 高的陡坎，两壁均为软弱层状碎屑岩岩组，发育2组交错节理，即150°∠54°，长1.8～2 m，宽0.2～0.4 m，节理密度2 条/m；303°∠72°，长 1.2～1.5 m，宽 0.3～0.5 cm，节理密度 3 条/m。地裂缝属于下错型地裂缝，有发展增强趋势。地面塌陷集中分布在北东部基岩山区，由于地下采空，在降雨、冻融、地下水侵蚀等作用下，地面失稳下陷。因宣化山间盆地地面塌陷和地裂缝主要受人类采矿活动影响（图2f），原共有69处矿山分布于宣化山间盆地的北东部，现基本已关闭。宣化山间盆地地裂缝和地面塌陷影响因素主要包括矿山停采时间，开采深度、岩土体性质结构及开采厚度等（高志刚，2023）。
3 地质灾害易发性评估
3.1 评估方法和指标
鉴于以上地质灾害发育特征和影响因素，结合以往地质灾害易发性评估成果，根据地质灾害成因机制的相似性，选取不同类型灾种的易发性评估指标，对宣化山间盆地地质灾害易发性进行分型评估。崩塌和滑坡主要在强降雨侵蚀下，结合地形地貌和地质构造条件，导致岩土体结构失稳发生破坏，将崩塌和滑坡归为一类，选取高程、坡度、地形起伏、岩土体性质、与断裂的距离及降水，共计 6 项指标，对崩塌和滑坡进行易发性评估。地裂缝和地面塌陷，主要因人类采矿活动形成地下采空区，导致地表岩土层失稳发生破坏，将地裂缝和地面塌陷归为一类，选取矿山停采时间、岩土体性质、采坑规模、采深采厚比及开采深度，共计 5 项指标，对地裂缝和地面塌陷进行易发性评估。泥石流主要因沟域地貌区构造和侵蚀作用强烈，岩土体剥落堆积谷中，植被覆盖率低，在水流混合冲刷下堆积物运移，将泥石流单独归为一类，选取沟壑密度、坡度、汇水面积、植被覆盖度、岩土体性质、高程及降水，共计7 项指标，对泥石流易发性进行评估。
图2地质灾害实景照片
a—土质崩塌；b—岩质崩塌；c—牵引式滑坡；d—泥石流流通区；e—地裂缝；f—地面塌陷
地质灾害易发性分型评估采用层次分析法+信息量模型，基于 GIS 平台进行（贾丽娜和陈世昌， 2024）。各指标涉及到的数据包括宣化 1∶5 万区域地质图，工程岩组分布图、地形地貌分布图、地质构造分布图及矿区采矿数据，来源于河北省煤田地质局；宣化 DEM（分辨率为 12.5 m）、NDVI（分辨率为 30 m）及降水量数据，来源于中国科学院资源环境与科学数据中心（https://www.resdc.cn/）；宣化行政边界、水系和路网等地理要素数据，来源于宣化自然资源与规划局。
3.2 模型构建及过程
根据地质灾害点和各评估指标的相关性，进行二级指标划分，统计二级指标内灾点的信息量，利用层次分析法（AHP）计算一级指标的权重，从而构建地质灾害易发性分型评估模型。根据地质灾害易发性分型评估模型，对各指标进行栅格化→赋值 →加权→叠加，采用“自然断点法”，将加权叠加结果从低到高划分为 4 个区间，通过“4 分制”打分方式，分别对非易发、低易发、中易发和高易发从高到低打分。进而将崩塌和滑坡易发性、泥石流易发性以及地裂缝和地面塌陷易发性3类灾种分型评估结果叠加，提取像元最大值并以斜坡单元为单位进行归集后，获得宣化山间盆地地质灾害易发性综合评估结果。
3.3 评估结果
宣化山间盆地面积共计 2006.94 km2，分布灾点共计42个，将各分型灾种易发性评估模型中的信息量，与以往地质灾害易发性评估模型中的信息量进行比对（沈石凯等，2023），可将宣化山间盆地的地质灾害易发性分为非易发和低易发 2 个级别，非易发区面积为799.08 km2，占比为39.81%，低易发区面积为1207.86 km2，占比为61.19%，整体来看，宣化区地质灾害易发程度较低，以低易发区为主（图3）。各易发性分区分述如下：
非易发区（A）主要分布在宣化山间盆地内部沉积盆地区，行政区包括宣化城区、洋河南镇、河子西乡、江家屯乡、贾家营镇及赵川镇的部分区域（图3）。区内无地质灾害点分布，地貌类型以山前冲洪积平原和河流冲积平原为主，高程在 600～900 m，相对高差小于200 m，地形起伏较小，工程岩组以黄土土体为主，地质构造不发育，植被覆盖率低。
低易发区（B）进一步可分为 3 个亚区，分别为 B1、B2、B3（图3）。
B1主要分在宣化山间盆地南部，面积为 530.51 km2，行政区包括王家湾乡和崞村镇，整体呈片状分布（图3）。区内有 9 处崩塌、1 处泥石流、1 处滑坡，灾点数量共计 11处，灾点密度为 0.0207个/km2。地貌类型主要为剥蚀侵蚀中低山区和盆山转换结合带，高程在 900～1500 m，相对高差在 300～500 m，沟谷纵横，工程岩组以块状碳酸盐岩岩组和岩浆岩岩组为主，节理裂隙较发育，有水系分布其中。
图3宣化山间盆地地质灾害易发性分区图
B2 主要分布在宣化山间盆地西部，面积为 219.49 km2，行政区包括塔儿村乡和深井镇东北部，整体呈片状分布（图3）。区内有 11 处崩塌、5 处泥石流、1 处地面塌陷，灾点共计 17 处，灾点密度为 0.0775个/km2。地貌类型主要为剥蚀侵蚀中低山区和盆山转换结合带，高程 800～1300 m，相对高差 250～400 m，汇水面积较大，工程岩组主要为块状碳酸盐岩岩组及岩浆岩岩组为主，植被覆盖率低。
B3主要分布在宣化山间盆地北东部，面积为 457.92 km2，行政区包括李家堡乡、庞家堡镇、以及赵川镇和贾家营镇的部分地区，整体呈岛状分布 （图3）。区内有 3 处崩塌、2 处泥石流、8 处地面塌陷、1 处地裂缝，灾点共计有 14 处，灾点密度为 0.0306个/km2。地貌类型主要为剥蚀侵蚀中低山区和盆山转换结合带，高程 1000～1800 m，相对高差 300～600 m，沟谷广泛分布，工程岩组主要为块状岩浆岩岩组，植被覆盖率中等，采矿活动强烈。
4 讨论
4.1 盆地构造岩相学孕灾条件
宣化山间盆地位于华北克拉通北部，华北克拉通由东西部陆块和中部造山带组成，西部陆块由阴山地块和鄂尔多斯地块碰撞闭合形成孔茲岩带，东部地块由龙岗地块和狼林地块碰撞闭合形成胶辽吉造山带。东部地块和西部地块约在 1.85 Ga 碰撞闭合，形成华北克拉通，这一过程形成了宣化山间盆地以麻粒岩相叠加断裂和褶皱的下基底构造层 （李阳，2020）。到中生代以前，吕梁运动和蓟县运动使下基底层受拉张形成陆内裂谷带，伴随广泛海侵形成一套以碳酸盐岩和碎屑沉积岩为主的沉积建造，期间伴随超基性岩—酸性岩侵入，到海西运动期地壳转变为隆起，燕山沉陷带回返，裂谷带海槽萎缩，整体以褶皱、断裂及岩浆活动为特征，这一阶段形成了宣化山间盆地以碳酸盐岩相、碎屑沉积岩相叠加褶皱、断裂和岩浆侵入的中基底构造层 （梅冥相，2012）。到新生代以前，印支运动期主要以局部超基性岩浆侵入为特征，燕山运动期以断裂及局部差异性升降为主，整体处于大陆环境，断裂和局部褶皱形成，岩浆活动剧烈，基性、中性和酸性火山岩及火山碎屑岩主要形成于这一时期，内陆河湖相沉积建造同时出现，并伴随有含煤建造，形成了宣化山间盆地以基性—酸性火山岩、河湖相沉积岩及煤系为主，叠加断裂和褶皱的上基底层（张树胜等，2021）。新构造运动以来，宣化山间盆地处于内蒙古高原上升区和华北平原下降区之间的过渡带，在继承盆地基底格局基础上，老断裂活化，新断裂诞生，地壳垂直差异升降，山前逆冲断层发育，盆地基底形成挠曲构造，受挠曲活动影响，宣化山间盆地第四系河湖相沉积建造厚度仅为 100～200 m，局部地区发育基岩侵蚀阶地，洋河南移指示了盆地北山持续隆升现象，宣化山间盆地非纯属断陷沉积盆地（宋津生和魏世英 1979）。宣化山间盆地整体上经历了：成盆期→盆地构造变形期→盆内岩浆叠加期→盆地表生变化期 4 期构造岩相学结构序列 （方维萱等，2021；秦帮策等，2023）。
宣化山间盆地的 4 期构造岩相学结构构序列，塑造了对应构造岩相学孕灾环境，盆地下、中和上基底基岩层岩体和覆盖层沉积物土体，是地质灾害发育的主要载体。在宣化山间盆地完成了 27 条构造岩相学测量剖面，对岩土体构造岩相学特征进行分析，其中典型构造岩相学剖面为 PM1、PM3、 PM10、PM14和PM27（图4a～e），各剖面构造岩相学特征如下：
PM1：位于李家堡乡正盘台村北盆山转换结合带，起点坐标 X=4516877，Y=20366175，Z=1452 m，终点坐标 X=4516125，Y=20366112，Z=1233 m，剖面方位为 185°。剖面揭示地层为侏罗系流纹岩、桑干群片麻岩及第四系洪冲积物。上部流纹岩风化中等，发育 210°∠41°、41°∠72°和 118°∠62°共 3 组节理，节理延伸 0.5～1 m，线密度 3～5条/m，无充填或泥质充填；中部片麻岩风化较强，片麻理 30°∠82°，发育 268°∠32°、42°∠68°和 159°∠62°共 3组节理，节理宽 0.1～0.5 cm，线密度 2～3 条/m；下部为第四系洪冲积物，基质为黄土，松散、干燥，砾石以灰色流纹岩为主，含量约 6%，次棱角状—棱角状，分选性差（图4a）。
PM3：位于塔儿村乡王千户村盆山转换结合带，起点坐标 X=4492792，Y=20324318，Z=932 m，终点坐标 X=4490652，Y=20324137，Z=871 m，剖面方位为 232°。剖面揭示地层为侏罗系凝灰岩和第四系洪冲积物。上部第四系洪冲积物，基质以黄土为主，松散、干燥，砾石以凝灰岩为主，含量约 12%，次棱角状—棱角状，分选性差；下部灰褐色凝灰岩风化较强，但节理裂隙发育不明显（图4b）。
PM10：位于春光乡王河湾村盆山转换结合带，起点坐标 X=4504422，Y=20332824，Z=840 m，终点坐标 X=4505394，Y=20332575，Z=664 m，剖面方位为 346°。剖面揭示地层为蓟县系大理岩和第四系洪冲积物。上部淡绿色、淡粉色大理岩风化较强，发育 192°∠16°、21°∠35°和 312°∠66°共 3组节理，节理延伸 1～5 m，线密度为 1～4 条/m；下部第四系洪冲积物干燥松散，以黄土为基质，砾石含量较多，约为32%，粒径2～15 cm，次圆状—次棱角状（图4c）。
图4宣化山间盆地典型构造岩相学剖面
a—PM1剖面；b—PM3剖面；c—PM10剖面；d—PM14剖面；e—PM27剖面
PM14：位于李家堡乡后坝口村盆山转换结合带，起点坐标 X=4514431，Y=20365774，Z=1315 m，终点坐标 X=4514446，Y=20365235，Z=1121 m，剖面方位为 272°。剖面揭示地层为元古宙花岗岩和第四系洪冲积物。上部粉红色花岗岩风化程度较强，块状结构，节理裂隙不明显；下部第四系洪冲积物松散干燥，以黄土为基质，砾石含量约 20%，砾石成分主要为花岗岩，粒径 2～5 cm，次圆状—次棱角状 （图4d）。
PM27：位于王家湾乡盆山转换结合带，起点坐标 X=4460550，Y=20315905，Z=890 m，终点坐标 X= 4461009，Y=20316723，Z=747 m，剖面方位为 61°。剖面揭示地层为蓟县系白云岩、元古宙花岗岩和第四系洪冲积物。上部白云岩风化强烈，发育 48° ∠50°、79°∠70°和 245°∠6°共 3 组节理，节理延伸 0.5～2 m，线密度为 3～8 条/m；中部粉红色花岗岩风化较强，未见明显节理裂隙；下部第四系洪冲积物，基质为黄土，松散、干燥，砾石含量约 25%，呈次棱角状—棱角状，分选性差（图4e）。
从以上典型剖面可看出，宣化山间盆地从边山向盆地内部，从流纹岩、片麻岩、白云岩、大理岩、花岗岩和凝灰岩等碎裂岩化相盆地基底层，向第四系洪冲积相碎石土和风积相黄土沉积盖层过渡。
宣化山间盆地基底层中，白云岩和大理岩属强碎裂岩化相岩体，片麻岩和流纹岩属较强碎裂岩化相岩体，花岗岩和凝灰岩属弱碎裂岩化相岩体。白云岩和大理岩主要成分为强脆性碳酸盐矿物，同时易受酸性水侵蚀，在地球内外营力作用下，有利于脆性构造变形并导致碎裂岩化相发育。片麻岩主要成分为石英和长石硬质矿物混杂云母等软质矿物，具有软硬镶嵌二元结构，结合其片麻状构造，沿片理方向抗剪强度低，岩体整体抗压强度较低。流纹岩成分虽然以石英和长石等硬质矿物为主，但岩体表面绳状流纹构造为面流侵蚀提供了有利条件，一定程度促进碎裂岩化相发育。花岗岩成分以石英和长石等硬质矿物为主，凝灰岩成分以火山尘为主，这二类岩体坚硬，结构致密，节理裂隙发育较少，抗碎裂岩化性较强，岩体结构较为稳定。宣化山间盆地沉积盖层中，土体主要为第四系洪冲积物，基质为黄土（粉土和粉质黏土），砾石主要为盆地基底地层岩石，含量在6%～25%，最多为32%，形态多为棱角—次棱角状，磨圆度和分选性差，指示宣化山间盆地的盆山转换结合带沉积环境主要为冲积扇相+风积相沉积。洪冲积物物质特征反应了盆山转换结合带构造岩相学环境为基岩低山和风积黄土台地叠加断裂构造和沟坡系统，在断裂活动和降水侵蚀等内外营力作用下，基岩岩体碎裂岩化相发育，土体土质疏松，裂隙发育，岩土体结构稳定性低，失稳后剥落的岩质和土质碎屑物，沿坡沟系统被流水剥蚀搬运，在沟口堆积形成冲积扇裙地貌。
在以上对宣化山间盆地构造岩相学特征分析基础上，对强碎裂岩化相的白云岩体和第四系洪冲积物土体分别进行岩体力学测试和土工试验（图5），结果如表1和表2所示。岩土体的物理力学参数与断裂和地貌关系密切，断裂活动产生的构造应力，以及断裂带水流高度下渗，是岩土体结构稳定性降低的关键影响因素，不同地貌区剥蚀侵蚀强度不同，对岩土体结构稳定性亦有重要影响，高程是反应地貌异质性递变的有效指标，因此，从高程和与断裂距离出发，对岩土体测试结果进行讨论。宣化山间盆地岩体距断裂越近，其普氏硬度系数和平均抗压强度越低（图6a、b），指示断裂构造促进岩体碎裂岩化相发育，降低岩体结构稳定性；从高程700 m起，随高程增加，岩体普氏硬度系数和平均抗压强度增高（图6c、d），指示了盆山转换结合带山地隆升、盆地下降，而基岩山区整体抬升，反映了盆山转换结合带构造活动整体强于基岩山区，并且坡度和地形起伏等往往大于基岩山区，剥蚀侵蚀力度更强，岩体结构稳定性更低。宣化山间盆地土体包括粉质黏土和粉土，粉质黏土的平均孔隙比为1.04，平均含水率为8.71 %，粉土的平均孔隙比为1.11，平均含水率为8.43%，粉质黏土平均含水率大于粉土，孔隙比小于粉土，推测与土体的成因和分布有关，粉质黏土多夹杂分选性和磨圆度差的砾石，分布在山前沟域出口，沉积环境为冲积扇相，形成环境为湿润型，并且粉质黏土筛状沉积使其孔隙度更小，而粉土主要为黄土，在局部台地上风积而成，形成环境为干燥型。粉质黏土平均黏聚力为17.43 kPa，粉土平均黏聚力为 8.44 kPa，稍湿质密的粉质黏土土体结构稳定性大于干燥疏松的粉土。另一方面，土体越靠近断裂，土体含水率和孔隙比越高（图6e、f），指示断裂活动使土体结构松散，成为地表水高下渗带，降低土体结构稳定性；而高程越高，水力梯度使土体含水率呈降低趋势（图6g、h）。
综上所述，宣化山间盆地地质灾害构造岩相学孕灾条件，具有盆山转换结合带＞剥蚀侵蚀中低山基岩山区＞盆地内部冲积平原区这一横向递变规律，这也反应了宣化山间盆地地质灾害易发性评估中，地质灾害相对高易发区分布在盆山转换结合带和剥蚀侵蚀中低山基岩山区中，地质灾害相对低易发区分布在沉积盆地内部。
4.2 盆内地质灾害形成机理
宣化山间盆地地质灾害相对高易发区主要分布在剥蚀侵蚀中低山基岩景观区和盆山转换结合带景观区内，在以上讨论构造岩相学孕灾条件基础上，对相对高易发区内的地质灾害成因机理进行分析。
宣化山间盆地崩塌分为土质和岩质2种。岩质崩塌包括倾倒式、滑移式和坠落式3种，其中坠落式最多，多发育在白云岩地层中，危岩体体积较大，由于白云岩内碎裂岩化相较强，受卸荷裂隙和蠕变裂隙控制，在降水侵蚀作用下，地表张拉裂隙向深部扩展后剪断下部岩层，发生塌落（图7a、b）。土质崩塌多为倾倒式，体积量较小，多小于1000 m3，土质高位边坡在降雨侵蚀下，由于位置高、势能大临空条件好，土体失稳后再下落过程中解体，离散性增强，多转变为碎屑流，分选性明显（图7c、d）。
图5宣化山间盆地地貌单元及取样位置分布图
表1宣化山间盆地白云岩岩体力学物理测试实验测试结果
注：测试实验由河北省煤田地质局新能源地质队能源矿产检测中心完成，测试时间为2022年7月5日。
表2宣化山间盆地第四系沉积物土体物理实验参数
注：测试实验由河北省煤田地质局新能源地质队能源矿产检测中心完成，测试时间为2022年5月15日。
图6岩土样品主要参数分布规律
a—普氏硬度系数和断裂规律；b—平均抗压强度和断裂规律；c—普氏硬度系数和高程规律；d—平均抗压强度和高程规律；e—含水率与断裂规律；f—孔隙比与断裂规律；g—含水率与高程规律；h—孔隙比与高程规律
宣化山间盆地内分布的1处滑坡属小型牵引式土质滑坡。在持续强降雨下，河道水位升高、流量增大、流速加快，河流侵蚀能力增强，河岸松散堆积 （剥落的白云岩和片麻岩岩屑与黄土混合物）物抗冲刷能力弱，在河流侵蚀下岸坡堆积层坡脚物质散失，形成临空面。同时雨水浸润和地表漫流入渗后的堆积体强度减弱，斜坡体的自稳能力相应降低。河道侧蚀和底蚀到一定程度后，前部土体先行启动，出现小规模滑塌，失稳后的滑坡体迅速被洪水带走，中部、后部土体相继发生蠕动变形，向深部发育成多级滑动面，收敛至剪出口位置（图7e、f）。
宣化山间盆地的泥石流均为暴雨型泥石流，成因模式为堆积体滑塌侵蚀类型。宣化山间盆地基岩山区沟系众多，沟内分布大量松散堆积体，植被覆盖率低，在持续强降雨冲刷下，松散堆积物被雨水混合冲刷，沿沟系出口冲出（图7g、h）。
图7典型地质灾害成因机理示意图
a—岩质崩塌实景；b—岩质崩塌成因机理；c—土质崩塌实景；d—土质崩塌成因机理；e—牵引式滑坡实景；f—牵引式滑坡成因机理；g—泥石流实景；h—泥石流成因机理
宣化山间盆地内地裂缝和地面塌陷主要受人类采矿活动影响。采矿活动使地下形成采空区，覆岩形成自由面，使原应力遭到破坏，在上覆岩土体重力作用下，承受压力随着采空区扩大而增加，超过顶板承载力时，顶板岩石破裂塌落形成冒落带。上部岩层下沉，向下弯曲，并且破裂，形成裂隙带。裂隙带岩层上部的岩层，由于裂隙带的岩层向下弯曲，在自身重力及上覆岩层的重压下，形成弯曲带。地面在弯曲带影响下形成塌陷和地裂缝。
从宣化山间盆地内崩塌、滑坡、地裂缝、地面塌陷和泥石流5类地质灾害的成因机理看出，崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝和地面塌陷内在联系密切，崩塌和滑坡形成的堆积物，在流水混合冲刷下形成泥石流，崩塌和滑坡为泥石流提供了丰富物源，地裂缝是地面塌陷形成前的雏形，地面塌陷也促进了地裂缝的发展（贾润幸等，2022）。
4.3 综合防治措施
宣化山间盆地剥蚀侵蚀中低山基岩景观区为地质灾害防治重点区，据调查，区内崩塌威胁 3 人，威胁财产 68.65 万元；泥石流威胁 4 人，威胁潜在财产 67.25 万元；地面塌陷主要威胁道路、农田果林等，威胁财产 54.55 万元；滑坡主要威胁农田、道路及过路行人，威胁财产 0.8万元；裂缝威胁对象为春光乡王家湾东南养殖场，威胁财产 7 万元。其中崩塌、泥石流和地面塌陷威胁较为严重，一旦发生成危害，易造成群死群伤和经济财产损失，是宣化山间盆地地质灾害防治重点对象，滑坡和地裂缝威胁程度相对一般。
针对崩塌建议采取危岩清理和挂网锚喷支护进行防治，滑坡建议在前缘剪出口区实施桩板式抗滑挡墙进行防治，此方法在河北省张家口市张北县草原天路的喇嘛气—刘家房村局部路段的崩塌和滑坡灾点已进行实践，并得了良好的效果（图8a～d）。针对泥石流建议采取拦截疏导措施进行防治，地面塌陷和地裂缝区，建议进行合理避让。最后，地质灾害监测是以上地质灾害防治工作中不可或缺的环节。
图8防治工程实景图
a—崩塌治理前；b—崩塌治理后；c—滑坡治理前；d—滑坡治理后
5 结论
本文通过 1∶5 万地质灾害构造岩相学调查方法，分析了宣化山间盆地地质灾害分布特征和影响因素，利用信息量模型评估了地质灾害易发性，讨论了地质灾害的构造岩相学孕灾条件和成因机理，并提出防治建议。主要结论如下：
（1）宣化山间盆地地质灾害包括崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝和地面塌陷 5类，灾点共计 42处，规模基本为小型。易发性分区以低易发区为主导，面积为 1207.86 km2，主要分布在剥蚀侵蚀中低山基岩景观区和盆山转换结合带地区。
（2）基岩山区的白云岩岩体碎裂岩化相较强，岩体结构稳定性低，黄土土体土质疏松，垂直裂隙发育，是地质灾害的主要载体。从基岩山区，到盆山转换结合带，再到沉积盆地内部，构造岩相学孕灾条件具有“较强—强—弱”横向递变规律。
（3）剥蚀侵蚀中低山基岩景观区和盆山转换结合带是宣化山间开流盆地地质灾害重点防治区，建议采用挂网锚喷支护防治崩塌，采用桩板式抗滑挡墙防治滑坡等，并加强地质灾害变形监测。
致谢 感谢有色金属矿产地质调查中心方维萱研究员提供的宝贵指导！感谢河北省煤田地质局第四地质队及水文地质队张建武、邢再亮、席晓娟及格桑多吉等野外一线成员的辛勤付出！感谢编辑部和审稿专家提供的宝贵建议！
