《Journal of South American Earth Sciences》:“Landslide susceptibility and controlling factors: An assessment in the Fagnano Lake Basin”
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滑坡形成受地质构造、地形地貌、岩性及地震活动等多因素影响,研究通过GIS技术对阿根廷Fagnano湖流域进行首次全面滑坡调查,揭示浅层滑坡频发与深层大范围滑坡并存的特征,证实Magallanes-Fagnano断裂系统地震活动是诱发浅层滑坡的主因,并建立地形与地质参数联动的敏感性模型。
Fernando Almaraz | Donaldo M. Bran | Sebastián E. Vazquez Lucero | Sebastián Y. Principi | Alejandro A. Tassone
布宜诺斯艾利斯大学,精确科学与自然科学学院,地质科学系,Güiraldes 2160号,大学城(第二栋大楼,1层),邮编1428,布宜诺斯艾利斯,阿根廷
摘要
边坡稳定性受多种因素控制,包括基岩性质、地形、岩性、构造特征、气候和地震活动。然而,在许多研究不足的地区,这些因素在滑坡动力学中的具体作用仍不明确。本研究首次对Fagnano湖流域进行了全面的滑坡调查,旨在分析这些因素对物质运动过程的影响。我们采用基于GIS的方法,结合地震活动、与构造结构的距离、岩性和地形来评估它们对边坡失稳的贡献。我们的易发性地图与已识别的473处滑坡(包括滑坡体、泥流、边坡变形和坠落)的空间分布高度吻合,其中泥流最为常见。虽然浅层滑坡频繁发生,但深层滑坡覆盖面积更大,涉及的物质位移也更大。大规模的泥流和滑坡占主导地位,而边坡变形的地貌影响相对较小。与Magallanes-Fagnano断层系统(MFFS)相关的地震活动在触发浅层滑坡方面起着重要作用,尤其是在Hope Mountains和Fagnano湖西部流域。我们的研究结果表明,滑坡的发生是构造、地形和地震因素复杂相互作用的结果,尤其是在Sierras de Beauvoir和Hope Mountains地区。然而,需要进一步研究以评估地震活动对其他记录较少地区的MFFS结构的影响。这项研究为该地区缺乏全面研究的滑坡易发性提供了重要见解,强调了其对灾害评估和缓解工作的意义。
引言
福克兰安第斯山脉自晚侏罗世以来经历了复杂的构造演化,受到不断变化的地质动力条件的影响(Dalziel, 1989; Cunningham et al., 1995)。该地区的现代地形反映了内生和外生过程的作用,其中连续的冰川作用起到了主导作用(Rabassa et al., 2000)。最后一次冰川期结束后,冰川的退缩导致边坡不稳定,引发了持续塑造地貌的重力过程(Rabassa et al., 2011)。
边坡稳定性受基岩性质的影响,地形、岩性和地质结构在地形稳定性和滑坡分布中起着关键作用。滑坡最终限制了山脉的最大海拔高度。这些过程由边坡流变性的变化驱动,并与侵蚀过程(河流侵蚀和冰川侵蚀)紧密相互作用,从而抵消了构造抬升(Montgomery et al., 2001)。滑坡在稳定高海拔地形方面起着重要作用,并为造山系统中的活跃河流提供沉积物(Burbank et al., 1996)。虽然河谷侧面的侵蚀可能导致边坡不稳定(Hovius and Stark, 2006),但地震事件(Oldham, 1899; Keefer, 1984, 1994; Harp and Jibson, 1996)和强降雨(Iverson, 2000),或两者的结合(Dadson et al., 2004),被认为是大多数滑坡的主要触发因素。
研究区域位于一个以活跃走滑构造为特征的板块边界上(图1A),位于南美板块和斯科舍板块之间,该地区经常发生低强度地震(Sabbione et al., 2007, 2017; Buffoni et al., 2009; Connon et al., 2021)。由于阿根廷关于地震和物质运动事件的历史数据有限,了解地震如何触发滑坡及其对地貌的影响具有挑战性。现有记录很少,且仅覆盖较短的时间段,因为能够记录此类事件的定居点也是最近才建立的(Klepeis, 1994; Costa et al., 2006; Fernández et al., 2021)。
分析Fagnano湖流域的滑坡易发性并描述滑坡事件对于理解和管理山区地质风险至关重要(Corominas et al., 2014; Hungr et al., 2014)。本研究旨在利用卫星和航空图像识别和描述Fagnano湖流域的滑坡。将进行区域分析,以评估这些滑坡的空间分布和关键特征,并初步探讨选定控制因素对其形成的影响。此外,鉴于地震活动作为主要触发因素的作用,本文将简要探讨滑坡与该地区主要构造特征之间的关系,特别是与Magallanes-Fagnano断层系统(MFFS)相关的特征。目标是阐明构造过程与地表侵蚀-沉积动态之间的相互作用,以解释当前地貌的形成(Strak et al., 2011)。
章节片段
地质动力学背景
福克兰安第斯山脉的当前地质结构反映了从中生代以来的复杂构造历史,经历了三个主要的变形阶段。晚侏罗世时,冈瓦纳大陆的分裂引发了巴塔哥尼亚南部的广泛裂谷作用,形成了Rocas Verdes盆地,并沉积了厚层的侏罗纪火山岩层,即Lemaire或Tobífera地层(Katz, 1972; Dalziel et al., 1974; Dalziel, 1981; Hanson and Wilson, 1991; Pankhurst et al., 2000)。
应用于滑坡易发性制图的多元标准分析
滑坡易发性是指在特定区域发生滑坡的可能性,受当地地形特征和其他多种因素的影响(Brabb, 1984)。它量化了地形在未来可能经历边坡运动的程度,本质上预测了滑坡更可能发生的“位置”(Guzzetti et al., 2006)。
形态测量用于研究一系列地表、地形和排水变量,以便
区域滑坡易发性
滑坡易发性地图(图4A)被划分为三个类别/区域:低、中和高。该地图直观地展示了流域内不同易发性区域,突出了滑坡易发程度不同的区域。低易发性区域由于稳定的地质和地貌条件,滑坡发生的概率较低。中等易发性区域显示出中等概率的滑坡风险,受到
滑坡年龄及其对地貌的影响
福克兰安第斯山脉拥有由河流和新生代冰川塑造的陡峭峡谷和深谷(Rabassa et al., 2000; Rabassa et al., 2011)。与其他条件相似的地区一样,这种以陡峭斜坡为特征的地貌是由冰川侵蚀和快速冰川退缩以及区域等静力调整和可能的强地震共同作用形成的,这些因素产生了大量的破裂面和重力变形结构结论
Fagnano湖流域的地形主要由构造过程和外生过程共同塑造。滑坡易发性地图显示中等易发性是最普遍的类别,高易发性区域集中在Sierras de Beauvoir南部和Fagnano湖西南部,而低易发性区域则主要分布在东部。这种变化性突显了地形和地质条件的影响
CRediT作者贡献声明
Fernando Almaraz:写作 – 审稿与编辑,撰写初稿,可视化,软件应用,方法论,调查,形式分析,概念化。Donaldo M. Bran:写作 – 审稿与编辑,可视化,软件应用,项目管理,方法论,概念化。Sebastián E. Vazquez Lucero:写作 – 审稿与编辑,可视化,调查,数据管理。Sebastián Y. Principi:写作 – 审稿与编辑,可视化,概念化。Alejandro A. Tassone:
资金来源
本研究未获得任何公共、商业或非营利组织的特定资助。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢审稿人和专题编辑提供的宝贵反馈。同时,我们也感谢布宜诺斯艾利斯大学(UBA)和国家科学技术研究委员会(CONICET)在培训和研究设施方面的支持。