5.12汶川大地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的斷層效應(yīng)分析

彭王星

(貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院 貴州貴陽(yáng) 550004)

在2008年5月的時(shí)候，我國(guó)四川省汶川縣映秀鎮(zhèn)發(fā)生了里氏8.0級(jí)的大地震，這次地震引發(fā)了青藏高原的龍門山斷裂帶之中央斷裂和前山斷裂向東北方向迅速破裂；并且因?yàn)殂氪ù蟮卣鹁哂休^高的震級(jí)、較大的釋放能量、較強(qiáng)的破壞力以及較廣的波及面等特點(diǎn)，再加上地震的發(fā)生地，也就是四川盆地本身的地質(zhì)環(huán)境就比較的脆弱，所以就引發(fā)了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害，這些地質(zhì)災(zāi)害不僅僅具有數(shù)量較多的特點(diǎn)，同時(shí)還具有較廣的分布范圍、復(fù)雜的類型、巨大的破壞程度等特點(diǎn)。

通過研究以往發(fā)生的地震我們發(fā)現(xiàn)，地震震級(jí)大于里氏4.0級(jí)的時(shí)候，就會(huì)引發(fā)一系列的地質(zhì)災(zāi)害，比如崩塌滑坡等。如果地震是發(fā)生在地質(zhì)環(huán)境本身就很脆弱的地區(qū)，那么就會(huì)引發(fā)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)，這些崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的分布范圍也將變得非常廣泛，這些崩塌滑坡對(duì)人們所造成的破壞程度也不容小覷，甚至可以占到整個(gè)地震給人們?cè)斐缮鼡p失的百分之四十還多，因此需要引起人們廣泛的重視。

1 典型研究區(qū)

本文選取了幾個(gè)比較典型的研究區(qū)，都是處于汶川地震地質(zhì)災(zāi)害的強(qiáng)發(fā)育區(qū)，也就是發(fā)震斷層映秀到北川斷層的兩端和中央位置。

都江堰到汶川路研究區(qū)：都江堰到汶川路研究區(qū)屬于國(guó)道213線，全長(zhǎng)大概90千米，汶川大地震導(dǎo)致這個(gè)路段出現(xiàn)了大量的崩塌和滑坡災(zāi)害，嚴(yán)重影響了救援工作的進(jìn)行。經(jīng)過研究，本路段大多都是巖漿巖，映秀到北川到斷層是從下端通過了研究區(qū)，而茂——汶斷裂層則是沿著岷江從上端通過了研究區(qū)，與震中的距離大約有10千米。通過研究震后航空影像可以發(fā)現(xiàn)，公路沿線一共有三百多個(gè)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，一共有25千米左右的道路被地質(zhì)災(zāi)害破壞掉，大部分都是被沖毀或者掩埋。

北川到安縣研究區(qū)：北川到安縣研究區(qū)是在北川、安縣、綿竹以及茂縣的交界處，和震中的距離大約有110千米左右，這個(gè)研究區(qū)受到地震的破壞比較嚴(yán)重，而且屬于典型的地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，象汶川大地震的最大滑坡安縣大光包滑坡，第二大滑坡綿竹文家溝滑坡以及唐家山堰塞湖滑坡等，都是在北川到安縣研究區(qū)內(nèi)發(fā)生的。這個(gè)區(qū)域的總面積將近3000平方千米，地質(zhì)構(gòu)造主要包括板巖、砂巖、千枚巖、碳酸鹽巖以及砂漿巖等。同樣的，研究過遙感影像之后，可以看清楚本研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害具體情況。

2 地質(zhì)災(zāi)害的斷層效應(yīng)分析

上/下盤效應(yīng)：上/下盤效應(yīng)最先研究的是美國(guó)的兩位學(xué)者，他們觀察了美國(guó)加利福尼亞州的地震記錄以及其他的逆斷層型地震記錄，發(fā)現(xiàn)了斷層上盤的加速度峰值系統(tǒng)地要比下盤的加速度峰值略高；我國(guó)的學(xué)者研究了臺(tái)灣的地震記錄，證明了上/下盤效應(yīng)的存在，并且發(fā)現(xiàn)了加速度峰值上存在著下盤衰減較快而上盤衰減較慢的現(xiàn)象。汶川大地震從震源機(jī)制解和地震波譜來(lái)看，屬于逆沖兼有右旋走滑運(yùn)動(dòng)的破裂方式，并且從地震地質(zhì)的角度上來(lái)分析，也可以證明存在著上/下盤效應(yīng)。在汶川大地震的災(zāi)區(qū)，可以看到很多下盤房屋損毀較輕而上盤房屋完全倒塌的現(xiàn)象；特別是統(tǒng)計(jì)和分析以上兩個(gè)典型研究區(qū)的地震災(zāi)害之后，就可以更加直觀的看到這個(gè)效應(yīng)。

距離效應(yīng)：通過兩個(gè)典型研究區(qū)的數(shù)據(jù)來(lái)看，可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)特點(diǎn)，那就是本次地震觸發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害距離發(fā)震斷層越近，那么地質(zhì)災(zāi)害分布的密度就越大，反之，地震災(zāi)害分布的密度就越小。如果再深入一些研究的話，還可以發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律：如果地質(zhì)災(zāi)害距離發(fā)震斷層是在同一個(gè)距離之內(nèi)，受上/下盤效應(yīng)的影響，可以得知下盤地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育密度要明顯低于上盤；另外，在以往的資料中，斷層上盤的10千米范圍以內(nèi)屬于地質(zhì)災(zāi)害的強(qiáng)發(fā)育區(qū)，但是通過實(shí)地的調(diào)查以及具體的研究可以得知，將地質(zhì)災(zāi)害的強(qiáng)發(fā)育區(qū)歸納入斷層上盤的7千米以內(nèi)；并且通過研究還可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)震斷層控制著大型滑坡的分布，大型滑坡觸發(fā)的決定因素就是地震波對(duì)破體的強(qiáng)烈沖擊；地震波對(duì)坡體的作用也受到與發(fā)震斷層距離遠(yuǎn)近的影響，離發(fā)震斷層越遠(yuǎn)，地震波對(duì)坡體的作用就越小，這樣觸發(fā)大型滑坡的機(jī)率。

拐點(diǎn)及錯(cuò)列部位效應(yīng)：通過一系列的資料研究以及野外調(diào)查，我們可以發(fā)現(xiàn)地震區(qū)的所有轉(zhuǎn)折和錯(cuò)列部位都屬于地震地質(zhì)災(zāi)害的強(qiáng)發(fā)育區(qū)。這主要是因?yàn)椋瑪嗔训霓D(zhuǎn)折和錯(cuò)列部位在斷層整體錯(cuò)動(dòng)的作用下，會(huì)發(fā)生更深的剪斷和破裂的現(xiàn)象，從而將更多的能量釋放出來(lái)，甚至局部還會(huì)出現(xiàn)一些強(qiáng)烈的震動(dòng)等現(xiàn)象，這樣就形成了次級(jí)震源，在這個(gè)部位也容易發(fā)生一些地質(zhì)災(zāi)害。

方向效應(yīng)：地形條件也往往控制著滑坡崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的滑動(dòng)方向，以龍門山為例，龍門山兩側(cè)的水系是垂直龍門山走向以及龍門山斷裂帶發(fā)育，所以，在一般情況下，滑坡應(yīng)該是平行于龍門山走向和斷層走向方向滑動(dòng)，也就是東北到西南走向。根據(jù)相關(guān)的研究表明，滑坡的滑動(dòng)方向不僅僅是受到地形條件的控制作用，還受到強(qiáng)震地震波在垂直斷層方向的傳播的控制作用；因?yàn)榈卣鸩ㄔ诖怪睌鄬臃较蛴兄艽蟮膹?qiáng)度，因此，坡體的震裂和拋出就會(huì)沿著這個(gè)方向；同時(shí)，還可以得出這樣一個(gè)結(jié)論，地震波和地面運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度具有很強(qiáng)的方向性，并且垂直斷層的方向地震波和地面運(yùn)動(dòng)是最強(qiáng)的。

3 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要敘述了汶川大地震的基本情況，然后對(duì)幾個(gè)震區(qū)的典型區(qū)域進(jìn)行了研究，重點(diǎn)分析了地震災(zāi)害的斷層效應(yīng)，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

[1]黃潤(rùn)秋，李為樂.汶川大地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的斷層效應(yīng)分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，2（1）：123-124.

[2]蔡國(guó)軍，黃潤(rùn)秋，嚴(yán)明，龔滿福.反傾向邊坡開挖變形破裂響應(yīng)的物理模擬研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008,2（4）：145-146.

[3]梁京濤.遙感和GIS在汶川地震災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[J].成都理工大學(xué)，2009,2（1）：12-15.