四川省汶川大地震成因及次生災(zāi)害

宋洪偉,夏 凡,龍文華,殷 夏

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所,石家莊 050803)

地震是部分地殼的震動(dòng).在所有的自然災(zāi)害中,地震最為危險(xiǎn).它在短短幾秒鐘內(nèi)突然降臨,令人難有機(jī)會(huì)逃生.除了生命的傷亡,它所造成的損害也要花上許多年才能恢復(fù)[1].

全球每年發(fā)生地震約500萬次,其中能被人感覺到的5萬多次,具破壞性5級(jí)以上的地震約1000次,可能造成巨大災(zāi)害的7級(jí)以上地震約十幾次.

我國(guó)地震活動(dòng)頻度高、分布廣.20世紀(jì)以來,共發(fā)生6級(jí)以上地震近800次,地震災(zāi)害系中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害的"群害之首"[2-4].

1 汶川地震基本參數(shù)概況

2008年5月12日14時(shí)28分,四川阿壩藏族羌族自治州境內(nèi)的汶川縣(31°N,103.4°E)發(fā)生了里氏8.0級(jí)大地震,除了吉林、黑龍江和新疆地區(qū)外,全國(guó)都有震感.震中烈度為10度左右,深度12～19km,為淺源地震.

據(jù)中國(guó)地震局報(bào)告,截至2008年5月21日12時(shí),共監(jiān)測(cè)到4級(jí)以上余震162次,其中5級(jí)以上26次, 6級(jí)以上4次(圖1).

這次地震造成嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失.

圖1 汶川地震震中分布圖(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上資料)

2 地震形成條件及誘發(fā)因素

2.1 震區(qū)地形地貌和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

(1)自然地理

汶川縣位于四川盆地西北部,居阿壩藏族自治州東南部,總?cè)丝?2005年)106119人,岷江穿過汶川縣境東部地區(qū),長(zhǎng)達(dá)88km.縣城威州鎮(zhèn)位于雜谷腦河與岷江交匯地.縣域東西寬84km,南北長(zhǎng)105km,總面積4084km2.

(2)汶川地形地貌

汶川縣以高、中山地形為主,僅沿田壩河谷分布一些平壩地貌.區(qū)內(nèi)最低處漩口鎮(zhèn)海拔780m,最高點(diǎn)四姑娘山海拔6250m,相對(duì)高差5000余m,山地發(fā)育,溝谷切割強(qiáng)烈,支溝縱坡降大.

(3)區(qū)域構(gòu)造

四川省位于印度板塊和歐亞板塊兩個(gè)大陸板塊的交界處,容易發(fā)生地震.目前印度板塊以每年50mm的速度向北推移,其快速運(yùn)動(dòng)意味著在大陸板塊的邊緣部位積聚了較大的能量,進(jìn)而引發(fā)能量的劇烈釋放,常形成地震.

(4)龍門山斷裂帶特征

龍門山構(gòu)造帶主要有3條斷裂帶組成:從西向東分別為汶川-茂縣斷裂、北川-映秀斷裂和安縣-灌縣斷裂,這3條斷裂新生代以來的活動(dòng)特征均表現(xiàn)出由南西向北東斜向逆沖,并伴隨右旋滑動(dòng)分量.

3 地震發(fā)震原因初探

根據(jù)地震震源推斷,汶川強(qiáng)震的發(fā)震構(gòu)造是龍門山構(gòu)造帶中央斷裂帶,也稱北川--映秀斷裂.該斷裂在北西西--南東東向擠壓應(yīng)力作用下,發(fā)生逆沖運(yùn)動(dòng),屬于逆沖型地震.地震破裂滑動(dòng)面向西傾,傾角約60°.發(fā)震斷裂上盤由西向東有逆沖和右旋走滑活動(dòng)分量,形成能量釋放.

根據(jù)主震和余震分布情況,初步推斷這次大地震屬于單向破裂地震,由南西向北東遷移.破裂方向主體受北東向龍門山構(gòu)造帶控制(見圖2).

圖2 四川強(qiáng)震成因圖(資料來源:王乾盈教授)

四川盆地是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的地塊.從歷史記錄來看,盡管龍門山主體沒有發(fā)生過大地震,但它北邊的松潘在20世紀(jì)初曾經(jīng)發(fā)生過強(qiáng)震,以前長(zhǎng)時(shí)間地震釋放的能量,幾乎都被同在四川的鮮水河斷層消耗掉.因此,雖然龍門山地區(qū)看上去構(gòu)造活動(dòng)性不強(qiáng),但是可能是處在應(yīng)力的蓄積過程中,蓄積到了一定程度,地殼就會(huì)破裂,從而發(fā)生地震.這次"復(fù)活"的龍門斷層破裂面,從震中汶川縣往北北東方向以每秒3km速度裂向廣元,約用時(shí)100s裂完,震區(qū)范圍長(zhǎng)240km、寬30km,尤以破裂至北川縣時(shí)錯(cuò)動(dòng)最為顯著[9].

地震發(fā)生地北川-映秀斷裂帶以東的四川地塊相對(duì)堅(jiān)硬,地震波傳播的能力比較強(qiáng),因此可以傳播很遠(yuǎn)而能量卻沒有明顯衰減.

4 地震造成的次生災(zāi)害

地震誘發(fā)各種次生災(zāi)害,如山體滑坡、泥石流、砂土液化、河流與水庫(kù)決堤等;還有可能導(dǎo)致傳染病的暴發(fā)、人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失.

(1)山體滑坡與泥石流

震后大雨致使多處地區(qū)的山體發(fā)生大面積的滑坡,掩埋了道路,也造成了嚴(yán)重的人員傷亡.5月18日,德陽市紅白鎮(zhèn)通往三江村的道路完全被山體滑坡所摧毀;在24km2中,發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流上百處.汶川等災(zāi)區(qū)所在的高山峽谷區(qū),遇到強(qiáng)降雨本就容易發(fā)生滑坡、泥石流災(zāi)害.

(2)環(huán)境污染

汶川大地震后,造成什邡市的化工廠倒塌,大量液氨泄漏,造成環(huán)境污染.

(3)堰塞湖

地震形成的山體崩塌、滑坡或泥石流常堵斷河流,形成堰塞湖;而后又因湖水漫溢、堤壩潰決,給下游造成洪水災(zāi)害.在綿竹市最偏僻的小木嶺伐木場(chǎng),就是因山體滑坡堵塞河道形成懸河,對(duì)外交通完全阻斷[10].

汶川大地震使什邡市紅白鎮(zhèn)山體大面積滑坡,數(shù)萬方的土石從山上滑落到低洼深溝,改變了原有的自然形態(tài),阻塞了河道,使原有河道分隔,形成了多處堰塞"懸湖".其中,位于松林村六組的懸湖,近2km長(zhǎng),最深處約30m.在馬槽灘塌方區(qū),由于多處榻方,也形成了數(shù)個(gè)懸湖.

離北川縣城1.6km的唐家山境內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)堰塞湖,水面面積達(dá)3.2km2,蓄水量已達(dá)7100萬m3.堰塞湖對(duì)災(zāi)區(qū)群眾安全形成了一定的威脅.

(4)耕地受損

地震損害12個(gè)重災(zāi)縣市上百萬畝耕地,其中,北川、汶川山區(qū)損毀耕地50%以上,其他10個(gè)縣市耕地?fù)p毀率10%～20%.

5 防震減災(zāi)對(duì)策

地震瞬間迸發(fā)的能量如此巨大,依據(jù)當(dāng)前的科學(xué)水平和技術(shù)能力,最大限度地減輕地震災(zāi)害應(yīng)采取"避"、"防"、"預(yù)"和"救"四方面工作[11-14].

(1)"避",即遠(yuǎn)離強(qiáng)震區(qū),特別是避開潛在的發(fā)震斷裂.根據(jù)歷史地震活動(dòng)時(shí)空分布特征和活斷層等地震地質(zhì)研究,居住區(qū)應(yīng)避開可能發(fā)生強(qiáng)震的地區(qū).

(2)"防",即把各種建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)或抗震加固,即使遭遇地震也不會(huì)被破壞或者不致倒塌.諸多大地震顯示,造成傷亡是建筑物的坍塌.此次地震房屋倒塌多為農(nóng)村地區(qū).

(3)"預(yù)",即地震預(yù)報(bào).準(zhǔn)確的地震預(yù)報(bào),可以讓在沒有足夠抗震能力的建筑物內(nèi)工作和生活的人們臨時(shí)躲到空曠的地方或抗震能力足夠強(qiáng)的建筑物里,以保障安全.但地震預(yù)報(bào)至今還是世界科學(xué)難題,還需要努力探索.

(4)"救",即發(fā)生強(qiáng)震后及時(shí)的搶險(xiǎn)救災(zāi).為了做好這一點(diǎn),必須有應(yīng)急預(yù)案和準(zhǔn)備.

6 結(jié)論

(1)汶川地震的發(fā)震原因?yàn)辇堥T山構(gòu)造帶中央北川--映秀斷裂帶在北西西--南東東向擠壓應(yīng)力作用下,發(fā)生逆沖運(yùn)動(dòng),釋放能量造成的.地震造成滑坡泥石流、堰塞湖等嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害,給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成了重大損失.

(2)龍門山斷裂帶處于地震高發(fā)帶,此次地震帶來了巨大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失.今后應(yīng)加強(qiáng)該地區(qū)地震地質(zhì)調(diào)查研究,為地震科學(xué)預(yù)報(bào)做出貢獻(xiàn).

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