許 沖 徐錫偉 鄭文俊 閔 偉 任治坤 李志強

1)中國地震局地質(zhì)研究所，活動構(gòu)造與火山重點實驗室，北京 100029

2)中國地震局地質(zhì)研究所，地震動力學國家重點實驗室，北京 100029

0 引言

據(jù)中國地震臺網(wǎng)中心(CENC，www.cenc.ac.cn)測定，北京時間2013年7月22日7時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，中國地震局公布的名稱為“甘肅岷縣漳縣6.6級地震”(本文簡稱為岷縣漳縣地震)，震中位置為34.5°N，104.2°E，震源深度為20km。另據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS，www.usgs.gov)測得震中位置為 34.499°N，104.243°E，震源深度為9.8km，震級為MW5.9。截至7月23日20時40分，本次地震共造成了95人遇難，1366人受傷，導致1.79萬戶6.97萬間房屋倒塌，4.04萬戶12.43萬間房屋嚴重損壞，8.24萬戶26.92萬間房屋一般損壞，共造成定西、隴南、天水、白銀、臨夏、甘南6個市(州)的33個縣(區(qū))、491 個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、78.01 萬人受災(中國地震局官方網(wǎng)站，www.cea.gov.cn)。在山區(qū)，強烈地震往往導致大量滑坡的發(fā)生(Keefer，1984;許沖等，2013a)，并且常常造成嚴重的經(jīng)濟損失與人員傷亡。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致的人員傷亡情況，重要場地、公路與鐵路、基礎(chǔ)設(shè)置、居民房屋等的損毀情況，對于后續(xù)基于遙感影像的地震滑坡詳細解譯、地震滑坡空間分布規(guī)律研究、防災減災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

中國地震局地質(zhì)研究所徐錫偉和于貴華在震后較短的時間內(nèi)制作的“甘肅省定西市6.6級地震地震構(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。不同段落的活動差異性明顯，且每個段落內(nèi)呈現(xiàn)出活動的不均勻性，通過多條次級斷裂實現(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)展演化而來的，新活動的特征是具有逆沖左旋走滑的性質(zhì)(鄭文俊等，2007a，b)。據(jù)國家地震科學數(shù)據(jù)共享中心(http:∥data.earthquake.cn/data/)的中國地震臺網(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1次;4.0～4.9級3次;3.0～3.9級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)《中國近代地震目錄(公元1912年—1990年MS≥4.7)》與《中國歷史強震目錄(公元前23世紀—公元1911年)》得到研究區(qū)1973年之前的歷史地震(國家地震局震害防御司，1995;中國地震局震害防御司，1999);通過美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS，www.usgs.gov)的地震編目數(shù)據(jù)庫獲得到研究區(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》中記載的公元前47年4月17日，甘肅隴西一帶級地震，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級地震導致了“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級地震導致了“山巖崩落，道路受阻”;1962年12月11日甘肅甘谷西北5級地震的滑坡記載為“有較大的滑坡和土崖崩，土崖普遍崩塌”(國家地震局震害防御司，1995;中國地震局震害防御司，1999;袁道陽等，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點左右至7月22日凌晨4點左右，震前連續(xù)約12h的中強陣雨，弱化了黃土斜坡的結(jié)構(gòu)面強度，地震后從6月27日至7月27日這一個月的降雨量高達100～200mm(國家氣候中心網(wǎng)站，http:∥ncc.cma.gov.cn/cn/);3)地震后不到2h發(fā)生了5.6級的強余震，造成了災害的疊加。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，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)育在人類活動范圍之內(nèi)，因而會造成一定的危害，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)時候的崩塌、滑動或者彎折傾倒等運動方式，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)的強余震或者強降雨的作用下有可能再次發(fā)生滑動。

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?shù)厝罕娏私獾?，該滑坡并非主震觸發(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，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)運動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處大型的災難性土質(zhì)流滑型滑坡(圖4)，圖4a為來自國家測繪地理信息局甘肅省測繪地理信息局于地震當天拍攝的航片，分辨率高達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)甘肅省測繪地理信息局根據(jù)航片量測得到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#滑坡的最長水平運動距離達1.1km，其中滑坡主體區(qū)域水平長度約350m(圖4b)，然后一些滑坡物質(zhì)沿著坡比并不大的溝谷運動了約750m，滑坡物質(zhì)含水量接近液限，在運動過程中表現(xiàn)出了強烈的流動特征(圖4c)。圖4d為永光村2#滑坡的遠景，其運動特征與1#號滑坡主滑區(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)。這些斜坡在地震時沒有明顯的滑動，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，形成更嚴重的次生災害。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)的一些重要場地的周圍斜坡上開展類似地震裂縫的調(diào)查，設(shè)置相應的警示標志，以預防再次發(fā)生的滑坡造成災害。

圖3 2個連貫型土質(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)幾個線路的考察與滑坡野外定點結(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，框定出了大概的滑坡主體分布區(qū)域(圖6)。該區(qū)域呈長條形，面積約250km2，區(qū)域長軸走向大概為NWW向，長度約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: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)育嚴重，這可能是對地下斷層傾角的一種反映，“茶固灘—禾馱鄉(xiāng)”對應段落的斷層傾角要比“堡子鄉(xiāng)—茶固灘”對應段落的斷層傾角緩。

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)，這與地震震源機制解結(jié)果也是一致的。且隨著破裂的擴展，地震波能量逐步衰減，滑坡發(fā)育程度也相應減弱，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，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為中國地震臺網(wǎng)中心

不能忽視的一點是，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: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，其傾向為NE，因此地震時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)的地震災害最嚴重，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)域更詳細的活動構(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的區(qū)域內(nèi)地震地質(zhì)與活動構(gòu)造研究成果來輔助分析。

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)呈長條形，面積約250km2。長軸走向大概為NWW向，長度約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)造斷裂對應的滑坡發(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，其傾向為NE，地震未能在臨潭－宕昌斷裂出露位置形成地表破裂，地震時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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