王世元，梁明劍，李 偉，鄧 艷，安東妮，嚴 媚

(1.四川省地震局，四川成都610041;2.成都水文水資源勘測局 ，四川成都611130;3.四川賽思特科技有限責任公司，四川 成都610041)

四川省甘孜地區(qū)地處青藏高原川滇菱形塊體地帶，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震環(huán)境嚴峻，尤其是區(qū)內(nèi)的理塘斷裂具有孕育和發(fā)生強震、大地震的構(gòu)造背景，是川滇菱形塊體內(nèi)重要的斷裂構(gòu)造之一。該斷裂總體走向北西，起于義敦措普溝北西，向南東方向延伸經(jīng)大毛埡壩盆地、理塘、甲洼、德巫，至木里縣沙灣附近消失，全長約385 km(圖1)。第四紀以來川滇菱形塊體以大規(guī)模水平剪切變形為主，兼有強烈的隆升運動，一系列幾何結(jié)構(gòu)、運動性質(zhì)不同的活動斷裂控制著該區(qū)內(nèi)的地震活動。沿理塘斷裂，公元1890年發(fā)生過一次Mw7.5左右的地震，此次地震造成的地表破裂至今保存，斷續(xù)展布于大毛埡壩盆地與理塘盆地之間［1-3］;另一次強震為公元1989年巴塘6.7級震群，此次地震死亡8人，受傷121人，山體崩塌，地震裂縫普遍，規(guī)模較大［4］，兩次強震的發(fā)震構(gòu)造均與理塘斷裂有密切的關(guān)聯(lián)［5］。因此該斷裂的空間展布、運動學(xué)特征和地震危險性等是未來需要關(guān)注的問題。

理塘—義敦斷裂1∶5萬活動斷層填圖是中國地震活斷層探察—南北地震帶中南段的子課題之一，其目的就是通過活斷層填圖弄清該斷裂的空間展布、運動學(xué)特征等，為地震危險性研究提供科學(xué)參考。填圖任務(wù)需要對填圖數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫建設(shè)，內(nèi)容囊括1∶5萬斷層分布、斷層沿線1～2 km范圍內(nèi)的地質(zhì)地貌單元、地表破裂帶、同震位移量等活動斷層地震危險性評估必須的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。填圖數(shù)據(jù)庫的建設(shè)采用ArcGIS地理信息系統(tǒng)平臺，該平臺具有強大的海量數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析以及制圖等多種功能［6］，曾被運用于汶川Ms 8.0地震的地質(zhì)科學(xué)考察數(shù)據(jù)庫與強震臺站數(shù)據(jù)分析、房屋震害數(shù)據(jù)分析［7，8］。在活斷層填圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面，數(shù)據(jù)的采集和整理嚴格按照《中華人民共和國地震行業(yè)標準DB/T15-2009 PDB015活動斷層探測》的技術(shù)要求執(zhí)行，數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，內(nèi)容齊全，反映了活斷層數(shù)據(jù)庫自身的特點，便于深度開發(fā)和應(yīng)用。

理塘—義敦斷裂作為四川境內(nèi)一條重要的全新世活動斷裂，通過活斷層填圖獲取了該斷裂空間展布、斷層滑動速率、古地震序列、地震地表破裂帶等重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，完成了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建設(shè)。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不但對研究川滇菱形塊體運動學(xué)和動力學(xué)特征具有重要科研意義，而且對該地區(qū)的地震危險性評價和防震減災(zāi)工作具有現(xiàn)實意義。因此，本文主要介紹理塘—義敦斷裂1∶5萬填圖的技術(shù)平臺構(gòu)架和數(shù)據(jù)庫內(nèi)容等方面的內(nèi)容以及在防震減災(zāi)方面的運用，希望為今后對資料的深入研究和應(yīng)用起拋磚引玉的作用。

圖1 理塘—義敦斷裂空間展布示意圖

1 數(shù)據(jù)庫框架

數(shù)據(jù)庫的平臺為ArcGIS，框架較為程序化，依據(jù)野外數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和點、線、面之間相互的轉(zhuǎn)化拓撲關(guān)系，簡單總結(jié)起來就是“一個軟件、二類屬性、三個階段、四類表格”。一個軟件指一個入庫軟件;二類屬性指填圖資料的內(nèi)容主要為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和野外考察數(shù)據(jù);三個階段為按照填圖的工作進度分為三部分:A、地質(zhì)調(diào)查室內(nèi)處理資料階段;B、野外工作階段;C、成果階段。四類表格為:1-Features Class、2-Attribute Talbe、3-Archive Table、4-ArchiveFile。其主要的框架和步驟如圖2所示。

野外考察數(shù)據(jù)經(jīng)過整理后填入表格，將ID號和經(jīng)度、緯度三列單獨建立表格，通過 Arcmap里工具欄“Tools”中的“Add XY Data”，將野外的所有觀測點經(jīng)緯度坐標及其坐標系統(tǒng)生成點層;在ArcMap里編輯可視狀態(tài)下，進行斷層線、活動斷層線、地表破裂線等線狀要素及相關(guān)面狀要素的采集和操作。在數(shù)據(jù)管理的ArcCatalog下將所有采集為SHP格式的矢量數(shù)據(jù)通過“l(fā)oad”操作導(dǎo)入到后綴名為gdb的數(shù)據(jù)集中，最后通過專門的入庫軟件將活斷層填圖的專題號添加上，將四類填好的表格入庫，入庫后就可以根據(jù)需要做后期的分析和使用。

圖2 數(shù)據(jù)庫框架流程圖

2 數(shù)據(jù)庫內(nèi)容

數(shù)據(jù)庫主要包括兩部分數(shù)據(jù)，野外地質(zhì)考察數(shù)據(jù)和室內(nèi)收集的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及一些衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)(圖3)。野外資料部分包括點、線、面三類。要素類點主要為斷層觀測點、地貌點、地層觀測點、強震目錄點、微地貌測量點、采樣點、探槽點等;要素類線為地震地表破裂帶、活動斷層、1∶5萬斷裂、地層線、地貌線、巖體線、地質(zhì)調(diào)查路線等;要素類面為地層、地貌面、巖體、工作區(qū)、主要制圖區(qū)等?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)分別有地名、水系、水體、道路、鐵路、居民地等圖層?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)的圖層名稱和屬性特征與原始數(shù)據(jù)保持一致。也可以根據(jù)需要在數(shù)據(jù)庫下面建立不同比例、不同坐標體系的專題數(shù)據(jù)要素集。

圖3 數(shù)據(jù)庫內(nèi)容示意圖

2.1 野外考察數(shù)據(jù)

斷層觀測點層的主要內(nèi)容有:產(chǎn)狀點編號、觀測點野外編號、目標斷層編號、斷層走向、斷層傾向、斷層傾角、斷層性質(zhì)、垂直位移、走向水平位移、符號或標注旋轉(zhuǎn)角度等;地貌點包括的主要內(nèi)容有:地質(zhì)調(diào)查觀測點編號、地貌點編號、地貌代碼、地貌點名稱、地貌點類型、長、寬、高、垂直位移等;地層觀測點包括的主要內(nèi)容有:地層點編號、地質(zhì)調(diào)查觀測點編號、野外編號、地層名稱、走向、實測傾向、傾角、接觸關(guān)系、地層描述、符號或標注旋轉(zhuǎn)角度等;強震目錄點包括的主要內(nèi)容有:地震編號、日期、時間、地名、經(jīng)度、緯度、震級、震源深度、宏觀震中烈度、備注等;微地貌測量點包括的主要內(nèi)容有:測點編號、所屬微地貌線編號、所屬微地貌面編號、微地貌測量工程編號、野外編號、經(jīng)度、緯度、高程、備注等;采樣點包括的主要內(nèi)容有:采樣點編號、采樣數(shù)據(jù)來源點編號、數(shù)據(jù)來源、野外編號、采樣情況、標注名稱、采樣點符號、備注等;探槽點包括的主要內(nèi)容有:探槽編號、所屬地質(zhì)調(diào)查工程編號、野外編號、目標斷層編號、探槽名稱、探槽來源與類型、經(jīng)度、緯度、高程、參考位置、古地震事件次數(shù)、最晚古地震發(fā)震時代、最晚古地震發(fā)震時代誤差、標注旋轉(zhuǎn)角度、探槽描述等;地震地表破裂帶(線)包括的主要內(nèi)容有:編號、名稱、形成年代、地表破裂性質(zhì)、長度、最大寬度、起始點經(jīng)度、起始點緯度、終止點經(jīng)度、終止點緯度、最大垂直位移、最大走向水平位移等;活動斷層包括的主要內(nèi)容有:斷層編號、斷層名稱、斷層走向、傾向傾角、長度、斷層性質(zhì)、最新活動時代、垂直水平位移、最新垂直水平速率、古地震事件次數(shù)、古地震復(fù)發(fā)間隔、最晚地震離逝時間、最大同震位移等;1∶5萬斷裂包括的主要內(nèi)容有:編號、斷裂名稱、斷層性質(zhì)、斷層走向、傾向傾角、長度、斷層活動年代等;地層線包括的主要內(nèi)容有:線編號、地質(zhì)界線類型、備注;地貌線包括的主要內(nèi)容有:地貌線編號、地貌代碼、地貌名稱、地貌類型、地貌描述、最大垂直位移、最大水平位移、性質(zhì)、形成時代等;巖體線包括的主要內(nèi)容有:編號、備注等;地質(zhì)調(diào)查路線包括的主要內(nèi)容有:編號、野外編號、測線名稱、觀測目的、備注等;地層包括的主要內(nèi)容有:地層編號、地層名稱、地層年代、沉積相(符號)、地層厚度、地層描述、地層符號基礎(chǔ)位、符號上標、符號下標、備注等;地貌面包括的主要內(nèi)容有:編號、地貌代碼、地貌名稱、地貌類型、地貌描述、地表破裂長寬高、最大垂直位移、最大水平位移、性質(zhì)、形成時代、地貌符號基礎(chǔ)位、地貌符號上(下)標位等;巖體包括的主要內(nèi)容有:巖體編號、巖體名稱、巖體類別、侵入年代、巖體描述、巖體合并、巖體符號基礎(chǔ)位、巖體符號上(下)標位、備注等;工作區(qū)包括的主要內(nèi)容有:編號、項目名稱、工作區(qū)面積、工作區(qū)斷裂總數(shù)、野外觀測點數(shù)、探槽數(shù)、鉆孔數(shù)、獲得測試結(jié)果樣品數(shù)、描述信息、備注等;主要制圖區(qū)和目標區(qū)與工作區(qū)的主要內(nèi)容相似，本次填圖在理塘—義敦斷裂上共開挖了7個探槽。

2.2 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)主要包括WGS2000坐標的居民點、居民地、水系及水體，等高線和水準點、公路及鐵路道路信息等。地理數(shù)據(jù)的屬性采用相同比例尺下的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)規(guī)范。本次填圖所用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是由國家測繪局提供的1∶5萬的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。

2.3 遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)庫內(nèi)含數(shù)據(jù)量巨大的高分辨率影像，我們將影像的范圍及路徑保存在與影像范圍相對應(yīng)的面狀圖層和字段里，根據(jù)查詢到的路徑即可查找所需要的遙感影像。數(shù)據(jù)內(nèi)容主要有影像的編號、傳感器、時相、影像名稱、城市名稱、數(shù)據(jù)格式、投影信息、數(shù)據(jù)源、波段信息、處理過程、備注等。

3 數(shù)據(jù)庫的防震減災(zāi)運用

填圖結(jié)果及資料分析表明，理塘—義敦斷裂可劃分為三段，即理塘段、大毛埡壩段和措普湖段(圖4)。該斷裂具體的空間展布是:斷裂南東起于理塘盆地與甲洼盆地間的分水嶺，穿越理塘壩子，經(jīng)理塘垃圾填埋場附近，過理塘兵站，過伊策隆洼溝口后分南北兩支進入大毛埡壩，南支斷續(xù)隱伏在大毛埡壩內(nèi)，北支沿山坡與山體界限一路切過禾尼鄉(xiāng)，入小毛埡壩，后往北斜列入措普盆地，經(jīng)夏寨銀礦、過措普湖、止于黨本以西。數(shù)據(jù)庫內(nèi)的1∶5萬地理信息數(shù)據(jù)包含的村名及部分小地名使得斷裂展布、分段清晰，同時數(shù)據(jù)庫顯示斷裂的運動性質(zhì)明確。

數(shù)據(jù)庫包含了理塘—義敦斷裂的每一斷裂段詳細的古地震序列信息(表1)，對該地區(qū)的地震危險性評價提供了詳實的基礎(chǔ)資料，用戶可以運用地震相關(guān)公式獲得古地震間隔、離逝時間等。

表1 斷裂段詳細的古地震序列信息

我們依據(jù)理塘—義敦斷裂1∶5萬填圖數(shù)據(jù)庫繪制了理塘—義敦斷裂1:5萬活動斷層分布圖(圖4);同時亦可以根據(jù)用戶需要，制作1890年Mw7.5地震地表破裂分布圖、理塘縣地震構(gòu)造圖等圖件，通過這些圖件用戶可以方便地確定活動斷層距離目標工程場地的距離，然后依據(jù)徐錫偉關(guān)于活動斷層地震地表破裂避讓距離的確認依據(jù)與方法［9］，初步確定三分段斷裂的避讓距離，將這些避讓距離的數(shù)據(jù)引入到GIS系統(tǒng)中，可以獲得活動斷層避讓緩沖區(qū)圖等，這些圖件為理塘縣及周邊的地震科考、應(yīng)急現(xiàn)場以及工程建設(shè)避讓帶的設(shè)置提供了科學(xué)參考，以期主動并有效地減輕地震災(zāi)害對建筑工程的損害。

圖4 理塘—義敦斷裂1∶5萬活動斷層分布圖

4 結(jié)論

理塘—義敦活動斷層1∶5萬填圖數(shù)據(jù)庫對于四川省理塘縣城區(qū)防震減災(zāi)規(guī)劃有較為重要的意義，特別是在城區(qū)建設(shè)工程中，對于活動斷層避讓帶的設(shè)置可以提供有效的參考。該數(shù)據(jù)庫對于四川省理塘縣境內(nèi)及周邊的地震考察及地震現(xiàn)場應(yīng)急亦有一定的參考意義，當填圖區(qū)域或周邊地區(qū)出現(xiàn)地震時，數(shù)據(jù)庫的共享可以及時地得到該區(qū)域的地理數(shù)據(jù)、活動斷層分布數(shù)據(jù)、地震地表破裂數(shù)據(jù)以及重要地段的高精度遙感信息數(shù)據(jù)等。

致謝:感謝南北地震帶中南段課題的專家和同行，感謝中國地震局地質(zhì)研究所吳熙彥和中國地震局震害防御中心徐偉在數(shù)據(jù)庫的錄入和制圖過程中給予的巨大幫助，感謝同事張威、馬超、王明明、胡斌在數(shù)據(jù)整理過程中提供的幫助。

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［3］孫成民，等.四川地震全紀錄(上卷)［M］.成都:四川人民出版社，2010.

［4］孫成民，等.四川地震全紀錄(下卷)［M］.成都:四川人民出版社，2010.

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