許 沖 徐錫偉 鄭文俊 閔 偉 任治坤 李志強(qiáng)

1)中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

2)中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

0 引言

據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心(CENC，www.cenc.ac.cn)測(cè)定，北京時(shí)間2013年7月22日7時(shí)45分55秒，甘肅省定西市岷縣漳縣交界處發(fā)生了MS6.6地震，中國(guó)地震局公布的名稱為“甘肅岷縣漳縣6.6級(jí)地震”(本文簡(jiǎn)稱為岷縣漳縣地震)，震中位置為34.5°N，104.2°E，震源深度為20km。另?yè)?jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS，www.usgs.gov)測(cè)得震中位置為 34.499°N，104.243°E，震源深度為9.8km，震級(jí)為MW5.9。截至7月23日20時(shí)40分，本次地震共造成了95人遇難，1366人受傷，導(dǎo)致1.79萬(wàn)戶6.97萬(wàn)間房屋倒塌，4.04萬(wàn)戶12.43萬(wàn)間房屋嚴(yán)重?fù)p壞，8.24萬(wàn)戶26.92萬(wàn)間房屋一般損壞，共造成定西、隴南、天水、白銀、臨夏、甘南6個(gè)市(州)的33個(gè)縣(區(qū))、491 個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、78.01 萬(wàn)人受災(zāi)(中國(guó)地震局官方網(wǎng)站，www.cea.gov.cn)。在山區(qū)，強(qiáng)烈地震往往導(dǎo)致大量滑坡的發(fā)生(Keefer，1984;許沖等，2013a)，并且常常造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。如最近幾年的事件包括2013年四川蘆山MS7.0地震觸發(fā)了大量滑坡(許沖等，2013b;許沖等，2013;陳曉利等，2013);2008年汶川MS8.0地震觸發(fā)了近20萬(wàn)處滑坡(Xu et al.，2013a，2013b;);2010年玉樹地震MS7.1地震觸發(fā)了超過2 000處滑坡(許沖等，2012，2013b;Xu et al.，2013c)。發(fā)生在國(guó)外的觸發(fā)大量滑坡的震例包括2010年海地太子港MW7.0地震(Xu et al.，2012a;Gorum et al.，2013);2005 年 kashmir MW7.6 地震(Sato et al.，2007)，2004年日本Mid-Niigata 6.8級(jí)地震(Yamagishi et al.，2007)，1994年 Northridge MW6.7地震(Harp et al.，1996)等。通過地震區(qū)應(yīng)急快速考察獲得的地震滑坡的第一手信息，可以了解地震滑坡導(dǎo)致的人員傷亡情況，重要場(chǎng)地、公路與鐵路、基礎(chǔ)設(shè)置、居民房屋等的損毀情況，對(duì)于后續(xù)基于遙感影像的地震滑坡詳細(xì)解譯、地震滑坡空間分布規(guī)律研究、防災(zāi)減災(zāi)等工作均具有重要意義。根據(jù)野外考察結(jié)果，結(jié)合震區(qū)震后高分辨率影像分析，還可以了解地震滑坡的主體分布范圍，進(jìn)而作為從地震與構(gòu)造方面分析地震滑坡的證據(jù)與參考。

本文在2013年岷縣漳縣MS6.6地震背景下，首先介紹了岷縣漳縣地震滑坡的野外考察情況與分類情況。結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查與震后高分辨率影像分析的方法，大概框定了本次地震觸發(fā)滑坡的主體發(fā)生區(qū)域，并根據(jù)地震滑坡的發(fā)育情況分析了與本次地震相關(guān)的地震構(gòu)造性質(zhì)。

1 岷縣漳縣地震構(gòu)造背景

1.1 岷縣漳縣地震情況

中國(guó)地震局地質(zhì)研究所徐錫偉和于貴華在震后較短的時(shí)間內(nèi)制作的“甘肅省定西市6.6級(jí)地震地震構(gòu)造圖”(www.eq-igl.ac.cn/admin/upload/files/dizhen2.pdf)，表明了此次地震發(fā)生在臨潭－宕昌斷裂附近。臨潭－宕昌斷裂帶為一條規(guī)模較大的晚更新世—全新世有過活動(dòng)的斷裂帶，位于東昆侖斷裂帶與西秦嶺北緣斷裂帶這2條大型左旋走滑斷裂帶之間。不同段落的活動(dòng)差異性明顯，且每個(gè)段落內(nèi)呈現(xiàn)出活動(dòng)的不均勻性，通過多條次級(jí)斷裂實(shí)現(xiàn)構(gòu)造轉(zhuǎn)換，而臨潭－宕昌斷裂是其中的一條，這些斷裂多呈現(xiàn)出向NE突出的弧形，是在繼承原有擠壓逆沖構(gòu)造形跡的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展演化而來(lái)的，新活動(dòng)的特征是具有逆沖左旋走滑的性質(zhì)(鄭文俊等，2007a，b)。據(jù)國(guó)家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心(http:∥data.earthquake.cn/data/)的中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)統(tǒng)一地震目錄，查詢得到截至2013年7月28日，共發(fā)生了余震300多次，其中5.0～5.9級(jí)1次;4.0～4.9級(jí)3次;3.0～3.9級(jí)19次。圖1為2013年岷縣漳縣地震區(qū)域構(gòu)造圖。

1.2 岷縣漳縣地震區(qū)歷史與近代地震及其相關(guān)滑坡

依據(jù)《中國(guó)近代地震目錄(公元1912年—1990年MS≥4.7)》與《中國(guó)歷史強(qiáng)震目錄(公元前23世紀(jì)—公元1911年)》得到研究區(qū)1973年之前的歷史地震(國(guó)家地震局震害防御司，1995;中國(guó)地震局震害防御司，1999);通過美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS，www.usgs.gov)的地震編目數(shù)據(jù)庫(kù)獲得到研究區(qū)1973年及之后的地震滑坡編目，結(jié)果見圖1與表1。在研究區(qū)記載到M≥4.7的歷史地震19次，其中M≥7.0地震1次，為公元143年10月的地震，其發(fā)震構(gòu)造為西秦嶺斷裂北緣。研究區(qū)也有多次地震滑坡的記載，如《漢書》卷九《元帝紀(jì)》中記載的公元前47年4月17日，甘肅隴西一帶級(jí)地震，地震滑坡記載為“山崩地裂，水泉涌出”;《后漢書·五行志》中記載的143年10月甘肅甘谷西地震的滑坡為“山谷坼裂，壞敗城寺，壓死人”;1921年2月15的甘肅武山5.0級(jí)地震導(dǎo)致了“西鄉(xiāng)廣武坡土山崩裂，壓沒民房30余間，民地890畝，坍塌大路1000余丈，行旅頓阻”;1961年10月1日甘肅岷縣東5.7級(jí)地震導(dǎo)致了“山巖崩落，道路受阻”;1962年12月11日甘肅甘谷西北5級(jí)地震的滑坡記載為“有較大的滑坡和土崖崩，土崖普遍崩塌”(國(guó)家地震局震害防御司，1995;中國(guó)地震局震害防御司，1999;袁道陽(yáng)等，2007)。2003年11月13日的甘肅岷縣MS5.2地震也造成了一些崩塌、滑坡災(zāi)害(鄭文俊等，2005)。

圖1 2013年岷縣漳縣地震區(qū)域構(gòu)造圖Fig.1 Regional tectonic setting of the 2013 Minxian-Zhangxian earthquake.

表1 研究區(qū)歷史地震記錄Table 1 Historical earthquake records of the Minxian-Zhangxian earthquake struck area

2 岷縣漳縣地震觸發(fā)滑坡

岷縣漳縣地震觸發(fā)了大量的滑坡，除了受地震主震觸發(fā)的原因之外，還主要包括如下幾個(gè)方面的因素:1)地震區(qū)位于甘肅南部的西秦嶺山區(qū)，覆蓋較厚的松散黃土層，地形比較陡峻，屬于滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)與多發(fā)區(qū);2)震區(qū)地震前后降雨較多，從6月21日15點(diǎn)左右至7月22日凌晨4點(diǎn)左右，震前連續(xù)約12h的中強(qiáng)陣雨，弱化了黃土斜坡的結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度，地震后從6月27日至7月27日這一個(gè)月的降雨量高達(dá)100～200mm(國(guó)家氣候中心網(wǎng)站，http:∥ncc.cma.gov.cn/cn/);3)地震后不到2h發(fā)生了5.6級(jí)的強(qiáng)余震，造成了災(zāi)害的疊加。根據(jù)野外考察結(jié)果，將岷縣漳縣地震滑坡分為黃土崖崩、滑、傾破壞、深層連貫型土質(zhì)滑坡、大型土質(zhì)崩滑與流滑、斜坡裂縫等類型。其中，最常見的類型為小型黃土崖崩與崖滑。

2.1 黃土崖崩、滑、傾破壞

黃土崖崩、滑、傾破壞是震區(qū)最常見的滑坡形式，這類滑坡規(guī)模較小，數(shù)量難以統(tǒng)計(jì)，常常發(fā)育在公路兩側(cè)、梯田、民房周圍的自然形成或者人工形成的小型黃土陡崖上。盡管其方量不大，但是常發(fā)育在人類活動(dòng)范圍之內(nèi)，因而會(huì)造成一定的危害，主要包括堵塞公路、破壞民房、破壞電纜或者管線基礎(chǔ)設(shè)施等。圖2展示了一組黃土崖崩、滑、傾破壞的滑坡照片，根據(jù)這些滑坡物質(zhì)在失穩(wěn)時(shí)候的崩塌、滑動(dòng)或者彎折傾倒等運(yùn)動(dòng)方式，將其分為崩、滑、傾3種類型。其中，圖2a與2b為黃土崖崩照片，圖2a中的滑坡物質(zhì)堆積在坡腳部位，位于道路的一側(cè);圖2b為黃土崖頂部物質(zhì)崩塌堆積到了崖腳部位。圖2c與2d為2個(gè)黃土崖滑的例子，圖2c的黃土崖滑型滑坡與地震作用一起導(dǎo)致了房屋的倒塌與破壞，圖2d的滑坡物質(zhì)堆積到溝谷內(nèi)，兩者均形成了較平整與陡峭的后壁，這些陡峭的后壁在后續(xù)的強(qiáng)余震或者強(qiáng)降雨的作用下有可能再次發(fā)生滑動(dòng)。

2.2 深層連貫型土質(zhì)滑坡

地震還觸發(fā)了一些深層連貫型土質(zhì)滑坡(圖3)，圖3a為發(fā)生在堡子鄉(xiāng)的一處深層山體滑坡。通過當(dāng)?shù)厝罕娏私獾剑摶虏⒎侵髡鹩|發(fā)，而是由余震所觸發(fā)。該滑坡掩埋了山下12戶122間民房，由于人員疏散及時(shí)，造成了2人遇難。圖3b為另一處深層連貫型土質(zhì)滑坡的局部照片。這一類型滑坡的特點(diǎn)是滑坡坡體厚，具有連續(xù)的滑坡面，滑坡物質(zhì)坡體結(jié)構(gòu)破壞程度較其他破壞型滑坡淺，可以看出圖中坡體上植被都沒有被完全破壞，展示了滑坡物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過程中的連貫性與一致性。

2.3 大型土質(zhì)流滑

在梅川鎮(zhèn)永光村，地震觸發(fā)了2處大型的災(zāi)難性土質(zhì)流滑型滑坡(圖4)，圖4a為來(lái)自國(guó)家測(cè)繪地理信息局甘肅省測(cè)繪地理信息局于地震當(dāng)天拍攝的航片，分辨率高達(dá)5cm。這2處滑坡分別命名為“永光村1#滑坡”與“永光村2#滑坡”，據(jù)甘肅省測(cè)繪地理信息局根據(jù)航片量測(cè)得到1#滑坡面積約4.2×104m2，2#滑坡面積約3.3×104m2，2處滑坡將永光村4社瞬間夷為廢墟，至少造成了12人遇難。其中永光村1#滑坡的最長(zhǎng)水平運(yùn)動(dòng)距離達(dá)1.1km，其中滑坡主體區(qū)域水平長(zhǎng)度約350m(圖4b)，然后一些滑坡物質(zhì)沿著坡比并不大的溝谷運(yùn)動(dòng)了約750m，滑坡物質(zhì)含水量接近液限，在運(yùn)動(dòng)過程中表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的流動(dòng)特征(圖4c)。圖4d為永光村2#滑坡的遠(yuǎn)景，其運(yùn)動(dòng)特征與1#號(hào)滑坡主滑區(qū)一致。這2處大型土質(zhì)流滑是震區(qū)發(fā)現(xiàn)的惟一的2處此類型的滑坡。

圖2 地震觸發(fā)的黃土崖崩、滑、傾破壞Fig.2 Falls，slides，and topples on slopes triggered by the earthquake.

2.4 斜坡裂縫

在地震區(qū)，斜坡后緣多見受地震與重力綜合影響的拉張裂縫(圖5)。這些斜坡在地震時(shí)沒有明顯的滑動(dòng)，然而地震裂縫卻表明了坡體發(fā)生了一定程度的破壞。這些發(fā)育著裂縫的斜坡在降雨條件下極有可能發(fā)生滑動(dòng)，形成更嚴(yán)重的次生災(zāi)害。圖5a為道路上發(fā)育的密集的裂縫，在后期降雨的條件下該公路極有可能遭到破壞;圖5b為一處斜坡梯田上發(fā)育的裂縫。需要在地震區(qū)的一些重要場(chǎng)地的周圍斜坡上開展類似地震裂縫的調(diào)查，設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志，以預(yù)防再次發(fā)生的滑坡造成災(zāi)害。

圖3 2個(gè)連貫型土質(zhì)滑坡Fig.3 Two soil deep-seated landslides.

圖4 地震觸發(fā)的梅川鎮(zhèn)永光村1#與2#滑坡Fig.4 The Yongguangcun 1#and 2#landslides in Meichuan Town triggered by the earthquake.

圖5 震區(qū)發(fā)育的地震斜坡裂縫Fig.5 Slope fissures triggered by the earthquake.

3 岷縣漳縣地震滑坡分布范圍構(gòu)造分析

根據(jù)跨震區(qū)幾個(gè)線路的考察與滑坡野外定點(diǎn)結(jié)果，基于高分辨率Pleiades遙感影像(多光譜數(shù)據(jù)的分辨率為2m，全色數(shù)據(jù)的分辨率為0.5m)滑坡判識(shí)，框定出了大概的滑坡主體分布區(qū)域(圖6)。該區(qū)域呈長(zhǎng)條形，面積約250km2，區(qū)域長(zhǎng)軸走向大概為NWW向，長(zhǎng)度約40km，最大寬度約8km。該區(qū)域大概以“堡子鄉(xiāng)—中寨鎮(zhèn)—川都—茶固灘—馬家溝—文斗—車路—永光—永興—拉路—禾馱鄉(xiāng)”一線為中心。寬度大概以茶固灘為界，“堡子鄉(xiāng)—茶固灘”之間的區(qū)域?qū)挾纫话?～6km，而“茶固灘—禾馱鄉(xiāng)”之間區(qū)域的寬度約7～8km。

該區(qū)域內(nèi)的滑坡分布具有如下特點(diǎn):1)滑坡往往密集發(fā)育，常常連片堵塞公路;2)大型或中型滑坡均發(fā)生在該區(qū)域內(nèi)，如永光村1#與2#滑坡、堡子鄉(xiāng)滑坡等;3)區(qū)域的長(zhǎng)軸走向與地震發(fā)震構(gòu)造走向一致，這表明了發(fā)震構(gòu)造對(duì)地震滑坡發(fā)生與空間分布起控制作用;4)東南部分(“茶固灘—禾馱鄉(xiāng)”)較西北部分(“堡子鄉(xiāng)—茶固灘”)的滑坡發(fā)育嚴(yán)重，這可能是對(duì)地下斷層傾角的一種反映，“茶固灘—禾馱鄉(xiāng)”對(duì)應(yīng)段落的斷層傾角要比“堡子鄉(xiāng)—茶固灘”對(duì)應(yīng)段落的斷層傾角緩。

該地震的主震位于該區(qū)域的東南部位，表明了該地震破裂方向是從SEE向NWW向發(fā)展的(中國(guó)地震局地球物理研究所網(wǎng)站，www.cea-igp.ac.cn/tpxw/267408.shtml)，這與地震震源機(jī)制解結(jié)果也是一致的。且隨著破裂的擴(kuò)展，地震波能量逐步衰減，滑坡發(fā)育程度也相應(yīng)減弱，造成了如此的地震滑坡分布樣式。這樣的現(xiàn)象與2008年汶川地震觸發(fā)滑坡空間分布樣式類似(Xu et al.，2013a)，只是沒有汶川地震滑坡典型。汶川地震滑坡的主體分布區(qū)域是一個(gè)大概以同震地表破裂為中心的條帶，且不同段落的滑坡分布差異相當(dāng)顯著。這次岷縣漳縣地震觸發(fā)的滑坡也呈現(xiàn)出與發(fā)震構(gòu)造走向一致的趨勢(shì)，且在沿著發(fā)震構(gòu)造的方向上發(fā)育程度不同，反映著不同段落發(fā)震構(gòu)造特征的差異。

圖6 岷縣漳縣地震滑坡主體分布區(qū)位置圖Fig.6 The main distribution area of landslides triggered by the earthquake.CENC為中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心

不能忽視的一點(diǎn)是，與以往的震例，如2008年汶川地震和2010年玉樹地震等其他地震事件的一個(gè)顯著不一致的情況是，本次地震觸發(fā)滑坡的主體分布區(qū)與臨潭－宕昌斷裂在空間地理位置上并不匹配，兩者中間約有10km的差距。分析產(chǎn)生這樣現(xiàn)象的原因可能有2個(gè):第1種解釋是發(fā)震構(gòu)造是臨潭－宕昌斷裂，但是地震未能在地表形成地表破裂，其傾向?yàn)镹E，因此地震時(shí)的形變與能量多被震中附近的區(qū)域所吸收，從而造成了這一區(qū)域內(nèi)的地震災(zāi)害最嚴(yán)重，地震滑坡最發(fā)育，而在臨潭－宕昌斷裂出露的位置并沒有釋放太多的能量，因此地震災(zāi)害較輕，地震滑坡不發(fā)育;第2種解釋，發(fā)震構(gòu)造不是臨潭－宕昌斷裂，而是其北側(cè)的一條分支，據(jù)該區(qū)域更詳細(xì)的活動(dòng)構(gòu)造分析表明，這一區(qū)域內(nèi)存在多條臨潭－宕昌斷裂的分支斷裂(鄭文俊等，2013)，發(fā)震構(gòu)造可能是其中的某一條。這一現(xiàn)象更確切可靠的原因還需要更多將來(lái)的區(qū)域內(nèi)地震地質(zhì)與活動(dòng)構(gòu)造研究成果來(lái)輔助分析。

4 結(jié)論

2013年岷縣漳縣MS6.6地震觸發(fā)滑坡多種多樣，以黃土崖崩、滑、傾為主，還包括了深層連貫型土質(zhì)滑坡，大型土質(zhì)流滑、斜坡裂縫破壞等類型。

地震滑坡主要分布區(qū)呈長(zhǎng)條形，面積約250km2。長(zhǎng)軸走向大概為NWW向，長(zhǎng)度約40km，最大寬度約8km。該區(qū)域大概以“堡子鄉(xiāng)—中寨鎮(zhèn)—川都—茶固灘—馬家溝—文斗—車路—永光—永興—拉路—禾馱鄉(xiāng)”一線為中心。寬度大概以茶固灘為界，“堡子鄉(xiāng)—茶固灘”之間的區(qū)域?qū)挾纫话?～6km，而“茶固灘—禾馱鄉(xiāng)”之間區(qū)域的寬度7～8km。這表明了不同構(gòu)造斷裂對(duì)應(yīng)的滑坡發(fā)育程度不同。地震滑坡主體分布區(qū)與震中的位置反映了地震破裂是從SEE向NWW發(fā)展。

本次地震觸發(fā)滑坡的主體分布區(qū)與臨潭－宕昌斷裂在空間地理位置上并不匹配，兩者中間約有10km的差距。分析其原因可能有2種可能:1)發(fā)震斷裂是臨潭－宕昌斷裂，其傾向?yàn)镹E，地震未能在臨潭－宕昌斷裂出露位置形成地表破裂，地震時(shí)的形變與能量多被震中附近的區(qū)域，即該滑坡主體分布區(qū)域所吸收，因此造成了這一區(qū)域內(nèi)地震滑坡發(fā)育;2)發(fā)震斷裂可能是臨潭－宕昌斷裂NE側(cè)的一條位于該區(qū)域內(nèi)的分支斷裂。

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