2012年新疆新源—和靜MS6.6地震極震區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征研究*

李　帥，陳建波，吳國棟

(新疆維吾爾自治區(qū)地震局，新疆 烏魯木齊 830011)

2012年新疆新源—和靜MS6.6地震極震區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征研究*

李帥，陳建波，吳國棟

(新疆維吾爾自治區(qū)地震局，新疆 烏魯木齊 830011)

摘要：通過敘述2012年6月30日新源—和靜MS6.6地震極震區(qū)內(nèi)地震崩塌、滑坡、地裂縫和碎石流4種地震地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模、分布特征，結(jié)合震前極震區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害分布類型和特征，將震前與震后的地質(zhì)災(zāi)害特征進(jìn)行對(duì)比分析，認(rèn)為雖然此次地震極震區(qū)烈度僅為Ⅷ度，但發(fā)生的地震裂縫與地震崩塌等地震地質(zhì)災(zāi)害具有獨(dú)特性，應(yīng)與該地區(qū)的地貌、地層巖性有關(guān)。

關(guān)鍵詞：極震區(qū)；地震地質(zhì)災(zāi)害；分布特征；新疆新源—和靜MS6.6地震

0引言

地震地質(zhì)災(zāi)害是地震災(zāi)害中直接災(zāi)害的表現(xiàn)形式之一，主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地震裂縫、地表塌陷、砂土液化、軟土震陷和海嘯等多種災(zāi)害形式，不但造成嚴(yán)重的人員傷亡，而且破壞房屋、道路、橋梁等工程設(shè)施，加劇地震災(zāi)害損失程度。一般情況下，地震烈度越大，地震地質(zhì)災(zāi)害程度越強(qiáng)，在山岳地區(qū)表現(xiàn)尤為明顯。如2008年汶川MS8.0地震(宋波，黃世敏，2008；許沖等，2009，2010；殷躍平，2008)、2010年青海玉樹MS7.1地震(許沖等，2011，2012a，b；殷躍平等，2010)、2013年四川蘆山MS7.0地震和2013年甘肅岷縣嶂縣MS6.6地震均觸發(fā)了一定數(shù)量的滑坡，尤其是2008年汶川地震觸發(fā)了多達(dá)20萬處滑坡，這些滑坡多發(fā)生在山岳地區(qū)。因此，通過了解地震地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生時(shí)間及分布范圍，統(tǒng)計(jì)、分析地震地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生規(guī)律，能夠?yàn)楹罄m(xù)防震減災(zāi)工作提供重要保障，為山區(qū)建設(shè)規(guī)劃選址等提供參考意見。

2012年6月30日，新疆新源、和靜交界發(fā)生MS6.6地震，震區(qū)主體位于伊犁盆地東側(cè)依連哈比爾尕山，屬西天山內(nèi)部的中高山區(qū)，極震區(qū)烈度Ⅷ。由于極震區(qū)地處山區(qū)，地形起伏、山坡陡峭，又適逢多雨，因此引發(fā)了一定數(shù)量的滑坡、崩塌等地震地質(zhì)災(zāi)害。筆者在前人研究地震地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)上(王贊軍等，2003；李帥等，2012a，b；李帥，陳建波，2013)，以2012年6月30日新源—和靜MS6.6地震為背景，以地震觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害為研究對(duì)象，研究新源—和靜MS6.6地震極震區(qū)內(nèi)觸發(fā)地震地質(zhì)災(zāi)害的類型，分析此次地震的地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)，為以后該區(qū)域的地震地質(zhì)災(zāi)害分析奠定基礎(chǔ)。

1極震區(qū)地理環(huán)境

新源—和靜MS6.6地震發(fā)生在依連哈比爾尕山高山區(qū)，山勢陡峻挺拔，山頂海拔高度為3 500～4 500 m，山區(qū)內(nèi)近南北向沖溝發(fā)育，多屬“V”字型峽谷，較大河谷寬度為150～400 m，切割深度為150～500 m，谷內(nèi)兩側(cè)邊坡自然坡度40°～80°，河流縱坡降比30‰～50‰。極震區(qū)附近，主要分布有阿爾先溝、查干烏蘇溝和喀拉果拉3條較大溝谷，溝谷兩岸邊坡陡立，自然坡度40%以上，溝底寬度為200～500 m，階地不發(fā)育，分布著一些小型的洪積扇和倒石錐。溝底與山頂高差為800～1 200 m，溝底海拔高度為2 400～3 000 m。

極震區(qū)有冰舌、冰川槽谷、懸冰川等構(gòu)成的一系列冰川地貌，在阿爾先溝、查干烏蘇溝和烏拉斯特溝內(nèi)普遍發(fā)育。調(diào)查認(rèn)為此地貌單元內(nèi)，海拔越高、植被越少、風(fēng)化的碎石越多，特別是在海拔3 000 m以上的溝谷兩側(cè)，分布著一些因冰蝕作用產(chǎn)生的碎石形成的倒石錐，倒石錐表面較為松散，地震后易發(fā)生崩塌、碎石流等地震地質(zhì)災(zāi)害。

2極震區(qū)地震地質(zhì)災(zāi)害類型特點(diǎn)及分布

新源—和靜MS6.6地震極震區(qū)發(fā)生了一定數(shù)量的地震地質(zhì)災(zāi)害，這些災(zāi)害除受到主震觸發(fā)的原因之外，還有以下幾方面因素：(1)極震區(qū)位于依連哈比爾尕山高山區(qū)，山勢陡峻挺拔，河谷切割較深，是崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)區(qū)；(2)極震區(qū)海拔高度多在3 000 m左右，是冰川地貌較為發(fā)育的高度，巖體在冰蝕作用下，風(fēng)化作用較強(qiáng)，加劇了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生；(3)極震區(qū)內(nèi)分布有采礦企業(yè)和設(shè)施，在人為修路、采礦等作用下，溝谷內(nèi)邊坡穩(wěn)定性遭受破壞，當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，地震動(dòng)誘發(fā)了小型滑坡的產(chǎn)生。根據(jù)野外調(diào)查結(jié)果，將新源—和靜地震引發(fā)的地震地質(zhì)災(zāi)害分為地震崩塌、地震滑坡、地震裂縫和碎石流等類型(圖1)。

2.1地震崩塌

地震崩塌是由地震震動(dòng)引起巖體或土體脫離母體，在重力作用下極快速地下滑、堆積的過程。此次極震區(qū)附近的阿爾先溝北側(cè)和極震區(qū)東側(cè)的諾爾湖等高海拔地區(qū)，均發(fā)現(xiàn)有較為新鮮的地震崩塌痕跡。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，崩塌點(diǎn)發(fā)生時(shí)具有相似性，均位于海拔3 000 m左右的高山區(qū)，山體陡立，自然坡度40°左右。本文僅對(duì)3處地震崩塌點(diǎn)進(jìn)行描述。

崩塌1：該點(diǎn)位于阿爾先溝溫泉療養(yǎng)院北北東方向1.4 km左右的大型沖溝北側(cè)，地理坐標(biāo)(43°20′20.76″N，84°45′5.11″E)，距微觀震中3.8 km，沖溝走向NW—SE向，自然坡降20%，崩塌點(diǎn)地形坡度約45°，海拔高程約2 800 m，崩塌體巖性為花崗巖，崩塌寬約20 m，后壁高差約為15 m，下墜巖體長度約為100 m，相對(duì)崩塌物的面積約為2 900 m2，受地形影響，崩塌體墜落的物體稍有左旋滑動(dòng)，墜落后覆蓋層厚度較薄，不超過4 m，最終計(jì)算出崩塌體體積小于1×104m3，按照崩塌體規(guī)模劃分，此崩塌體屬小型崩塌(圖2a)。

在崩塌體西側(cè)153 m處，還存在另一座相比較小的崩塌體，由于海拔高度和植被較為茂密等外在因素條件影響無法進(jìn)入，但根據(jù)震后的ikonos影像圖和谷歌地圖解譯，可知該崩塌體自然坡度50°，崩塌體寬約15 m，后壁高差約18 m，下墜巖體長度60 m左右，受地勢影響，墜落物體成一右旋滑動(dòng)，按照崩塌體規(guī)模劃分，該崩塌體也應(yīng)屬小型崩塌。

崩塌2：該點(diǎn)位于阿爾先溝溫泉療養(yǎng)院北東方向直線距離約4.2 km的地點(diǎn)，其地理坐標(biāo)(43°25′20.82″N，84°47′41.74″E)，海拔高程3 000 m，距微觀震中2.8 km，崩塌體所處山體較陡，自然坡度可達(dá)60%～80%，表面植被覆蓋較少，崩塌體巖性以花崗巖為主，表面強(qiáng)風(fēng)化，崩塌體寬約24 m，后壁高差約15 m，墜落物體面積約為2 800 m2，屬小型崩塌(圖2b)。

崩塌3：該點(diǎn)位于崩塌2東側(cè)3.6 km左右的冰磧臺(tái)地后緣的南側(cè)，海拔高程3 300 m，其地理坐標(biāo)(43°24′37.59″N，84°50′12.55″E)，距微觀震中3.3 km，該處地勢較陡，崩塌體所在邊坡自然坡度30°，巖性為花崗巖，崩塌體寬約15 m，后壁高差約10 m，墜落物體面積約為4 600 m2。在其下部還覆蓋有較老的崩塌體級(jí)倒石錐。

2.2地震滑坡

地震滑坡是指地震震動(dòng)引起巖體或土體沿一個(gè)緩傾面剪切滑移一定距離的現(xiàn)象。此次在極震區(qū)未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的滑坡，但是在極震區(qū)附近的查干烏蘇溝沿線發(fā)育有大量的人工土質(zhì)邊坡滑坡(圖3a)。這些滑坡體連續(xù)分布，最近的僅間隔約40 m，最遠(yuǎn)的約2 km，在這一線，發(fā)育有20余處滑坡體?；麦w所在邊坡自然坡度一般在35°左右，滑坡體長20～100 m，寬約20 m，滑坡壁高1～3 m，滑坡整體高度3～10 m。在滑坡體上分布有掉落的草皮和堆積的碎石，碎石由沖洪積相的卵礫石及漂礫組成；在部分滑坡體上分布的一些電線桿也傾倒，與公路平面近于平行。同時(shí)，在一些未發(fā)生滑坡的公路邊上，部分邊坡在地震動(dòng)的觸發(fā)下，造成坡體后緣出現(xiàn)線性的拉張裂縫，裂縫已經(jīng)加大并且造成邊坡錯(cuò)位，有下滑的趨勢，由于邊坡下部受公路開挖影響，坡體相對(duì)已經(jīng)處于失穩(wěn)狀態(tài)，若繼續(xù)發(fā)生地震或者有強(qiáng)降雨的影響，極易引發(fā)坡體下滑(圖3b)。

2.3地震裂縫

此次在極震區(qū)附近發(fā)現(xiàn)的地震裂縫主要為構(gòu)造裂縫。較為典型的是在極震區(qū)北側(cè)的阿爾先溝上游山體邊坡上，發(fā)現(xiàn)有多處裂縫，裂縫多為順坡向。其中較為明顯的一處裂縫，其地理坐標(biāo)為(43°25′38.25″N，84°47′43.05″E)(圖4)，距微觀震中2.9 km，海拔高程2 771 m，裂縫從山體一直延續(xù)至河床邊上，走向13°，長約200 m，寬約30 cm，裂縫通過處植被破壞，且在坡腳處，有一大坑，直徑50 cm左右，到達(dá)河床上的裂縫相對(duì)較窄，寬度為13～50 cm。通過對(duì)裂縫下部進(jìn)行開挖，發(fā)現(xiàn)裂縫通過處內(nèi)土體與兩側(cè)地層巖性有明顯差異，裂縫通過處土體較為松散，土體顏色為黑色，顆粒狀，裂縫兩側(cè)粉土呈土黃色，呈上下盤分布，由此認(rèn)為此裂縫應(yīng)為此次地震發(fā)生時(shí)形成的。

2.4碎石流

此次定義的碎石流主要是指在地震動(dòng)作用下

受重力作用沿著邊坡快速向下流動(dòng)的碎石。與平常的碎屑流的主要區(qū)別在于觸發(fā)的原因不同。碎石流主要是受到地震動(dòng)作用，而碎屑流則是在雨水或雪水的作用下形成的。在此次科考中，在震中附近共發(fā)現(xiàn)兩處碎屑流，均發(fā)生在地形坡度較陡、之前發(fā)育有一些細(xì)溝或者沖溝的環(huán)境下。且碎石流長度較長，一般延山頂能夠持續(xù)到山腳。

碎石流位于阿爾先溝溫泉療養(yǎng)院東側(cè)支溝內(nèi)，地理坐標(biāo)(43°23′46.325″ N，84°45′55.08″E)距微觀震中2.4 km，海拔高程3 000～3 400 m，相對(duì)高差約300 m。該點(diǎn)有相鄰的3處碎石流，長度均在500 m左右，地形自然坡度30°～50°，呈直線排列，少彎曲。碎石流上部主要是由冰蝕作用風(fēng)化的巖體，呈網(wǎng)狀分布在多條汶溝內(nèi)，向下部逐漸集中，形成較寬的細(xì)溝，在雪水的搬運(yùn)作用下，溝內(nèi)的碎石逐漸下移。此次地震，使存在于山體頂部的不穩(wěn)定的巖體掉落，并隨著存在于汶溝內(nèi)的碎石加快下滑速度，最終到達(dá)細(xì)溝內(nèi)一起向下移動(dòng)。在這些細(xì)溝下部，可看到較為新鮮的碎石蓋在較老的碎石上。

3地震地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)討論

3.1震前地質(zhì)災(zāi)害

通過收集研究地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害資料，可知在極震區(qū)附近存在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)93個(gè)(表1、圖5)，其中以崩塌、滑坡和泥石流為主，崩塌點(diǎn)8個(gè)，占總比例的8.6%；滑坡80個(gè)，占總比例的86.0%；泥石流5個(gè)，占總比例的5.4%。在這些地質(zhì)災(zāi)害里，按照地質(zhì)災(zāi)害規(guī)?？煞譃樾⌒?、中型、大型和巨型。

對(duì)調(diào)查點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，可知地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)主要發(fā)育在較大的溝谷內(nèi)，例如阿爾先溝和鞏乃斯河谷地，其他地區(qū)均為零星分布，不具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。

表1　極震區(qū)地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計(jì)表

3.2震前震后地震地質(zhì)災(zāi)害對(duì)比分析

將震前與震后極震區(qū)內(nèi)的地震地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征進(jìn)行比對(duì)分析，得出極震區(qū)在地震前后發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害主要存在以下區(qū)別：

(1)震前與震后的地質(zhì)災(zāi)害破壞類型有差別。在極震區(qū)內(nèi)，震前的地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌、滑坡和泥石流，破壞類型少，誘發(fā)災(zāi)害的因素以降雨、冰雪融化等自然氣候因素為主。震后，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量及破壞種類明顯增多，除震前的崩塌、滑坡和泥石流外，還增加了碎石流和地震裂縫，地震裂縫主要集中于微觀震中附近的阿爾先溝上游高山區(qū)。

(2)震前與震后的地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模有所不同。一般情況下，地質(zhì)災(zāi)害的影響因素多為降雨、融雪等因素，當(dāng)降雨的數(shù)量急劇增多時(shí)，最易引發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。地震地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模則主要依據(jù)地震烈度，一般情況下，地震烈度愈高，地震地質(zhì)災(zāi)害分布越廣、規(guī)模越大，且隨著地震烈度的減小，地震地質(zhì)災(zāi)害逐漸減少，例如2008年汶川地震，就是很典型的例子。雖說此次新源—和靜地震震級(jí)為MS6.6，極震區(qū)地震烈度僅為Ⅷ度，破壞規(guī)模相對(duì)較小，但在極震區(qū)仍然發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的地震崩塌、地震滑坡等地震地質(zhì)災(zāi)害，且規(guī)模和數(shù)量較震前有所增加，在一些巖體較為堅(jiān)硬、山體較為完整的地段出現(xiàn)了地震崩塌現(xiàn)象，地震滑坡規(guī)模也相應(yīng)的加大。

(3)對(duì)比震前與震后的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)雖然震前與震后地質(zhì)災(zāi)害破壞規(guī)模和類型有所不同，但是震前發(fā)生崩塌和滑坡的地段在震后均發(fā)生了地震滑坡和崩塌，只不過震后的數(shù)量在震前有所增加，規(guī)模有所放大，例如此次考察的查干烏蘇溝路邊土質(zhì)滑坡，在震前就有過。

由此可知，震前與震后的地質(zhì)災(zāi)害在破壞類型和規(guī)模上是不同的，且災(zāi)害點(diǎn)的分布也有所不同，但在部分災(zāi)害(崩塌和滑坡)的分布上具有重復(fù)性。在以后的地震地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中，可以在震前的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行考察。

4結(jié)論

新源—和靜MS6.6地震在極震區(qū)沒有造成人員傷亡，但是誘發(fā)了一定數(shù)量的地震地質(zhì)災(zāi)害。地震崩塌規(guī)模類型主要分布在微觀震中附近；而地震滑坡主要以邊坡失穩(wěn)滑坡為主，屬小型滑坡，但連續(xù)性相對(duì)較強(qiáng)；地震裂縫和碎石流是此次地震相較于其他6級(jí)地震更為特殊的地方，雖然數(shù)量及規(guī)模較小，但應(yīng)與極震區(qū)所處的冰川地貌有關(guān)。從極震區(qū)內(nèi)的地震地質(zhì)災(zāi)害分布特點(diǎn)來看，新源—和靜MS6.6地震的宏觀震中與微觀震中基本一致。

近年來，隨著汶川地震、青海玉樹地震、雅安地震和甘肅岷縣漳縣地震等強(qiáng)震的發(fā)生，誘發(fā)了一定數(shù)量的地震地質(zhì)災(zāi)害，且主要集中于地質(zhì)條件復(fù)雜的西部山區(qū)，為地震地質(zhì)災(zāi)害的綜合研究帶來了困難。通過總結(jié)分析，筆者認(rèn)為對(duì)于地震地質(zhì)災(zāi)害的研究，不僅要研究山區(qū)區(qū)域地殼穩(wěn)定性、山體穩(wěn)定性，還需要加強(qiáng)山區(qū)內(nèi)斷裂活動(dòng)性的調(diào)查與探測，為防震減災(zāi)工作奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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We described the scale and distribution characteristics of 4 types of seismic geological disasters，such as the quantitative seismic cracks，landslides，ground fissure and broken stone flow in the meizoseismal area of Xinyuan-HejingMS6.6 earthquake on Jun.，30，2012.Then combined with the distribution types and characteristics of geological hazards in the meizoseismal area before the earthquake，we compared and analyzed the characteristics of geological disasters before and after the earthquake.The results showed that although the intensity in the meizoseismal area was only Ⅷ degree，the seismic geological disaster characteristics of the ground fissure and cracks etc.was unique，which should be related to the local landform，formation lithology in the meizoseismal area.

Key words：meizoseismal area；seismic geological disasters；distribution characteristics；Xinjiang Xinyuan-HejingMS6.6 earthquake

*收稿日期：2014-03-13. 基金項(xiàng)目：中國地震局地震應(yīng)急青年重點(diǎn)任務(wù)(CEA_EDEM-201512)資助.

中圖分類號(hào)：P315.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-0666(2015)03-0389-07

Research on Characteristics of the Geological Disaster in the Meizoseisma Area Induced by the Xinyuan-HejingMS6.6 Earthquake in 2012

LI Shuai，CHEN Jian-bo，WU Guo-dong

(Seismological Bureau of XinJiang Uygur Autonomous Region，Urumqi 830011，Xinjiang，China)

Abstract