爐霍地震遺跡特征、空間分布規(guī)律及科學價值

李忠東，高竹軍

（四川省地礦局物探隊，成都 610072）

爐霍地震遺跡特征、空間分布規(guī)律及科學價值

李忠東，高竹軍

（四川省地礦局物探隊，成都 610072）

爐霍位于四川西北部的鮮水河斷裂帶，歷史上曾發(fā)生多次大地震，最近一次為1973年2月6日發(fā)生的7.9級大地震。本文在文獻查閱基礎上，對爐霍縣歷次地震遺跡下的斷陷盆地、地裂縫、地鼓包等地震遺跡進行了系列調查，總結研究了地震遺跡的類型、規(guī)模、特征、空間分布等規(guī)律，淺析了爐霍地震遺跡的科學價值與研究意義。

鮮水河斷裂帶；地震遺跡；科學價值；爐霍

1 爐霍斷裂帶特征

爐霍位于揚子準地臺西部邊緣，“康滇地軸”南北向構造的北段，鮮水河—折多山褶斷構造帶上。主要出露地層有四套，由新至老分別是第四系、古近系（下第三系）、三疊系和二疊系上統(tǒng)。

爐霍斷裂帶北西起于甘孜縣東谷區(qū)的卡蘇，向南東經爐霍縣的朱倭、旦都、縣城、蝦拉沱到仁達鄉(xiāng)的占堆，全長90km，它是鮮水河斷裂帶最北西的一條次級剪切斷裂帶。其發(fā)育于二疊系石灰?guī)r與三疊系砂板巖之中，斷裂總體走向北西45°，與地層走向呈斜切關系，其夾角小于30°，愈靠近斷面夾角愈小，甚至地層走向與斷裂走向近于平行，顯示出強烈的區(qū)域擠壓特征?，F(xiàn)今，沿鮮水河河谷的整個斷裂帶幾乎全為第四系所覆蓋，在老的破裂基礎上，發(fā)生多次強烈活動，至今仍在活動，切斷上覆所有地質體呈左旋扭動。整條斷裂又由19條2~20km的，更次級剪切級破裂組成左旋右階羽列組合，次級破裂又由十余米到百余米三級剪切破裂組成左旋右階羽列或雁列（圖1）。

圖1　鮮水河斷裂帶及歷次地震分布圖

2 爐霍地震遺跡特征

2.1歷次地震概況

爐霍地震發(fā)生在鮮水河地震帶上，據(jù)歷史記載（表1），從公元前30年到這次地震前，鮮水河地震帶共發(fā)生了7級以上地震3次，6~7級地震13次，是我國地震活動最強烈的地震帶。而就在2.6大地震的震區(qū)，1967年和1923年才分別發(fā)生了6.75級地震和7.25級地震。爐霍大地震在科學上具有特殊意義，它打破地質力學和地震學中認為Ⅹ度地震不會在原地重復和一次6.75級地震后，短時間內不會在原震區(qū)或邊緣地區(qū)發(fā)生7至8級地震的傳統(tǒng)理論。因此此次引發(fā)大震的機制至今仍然是一個謎。

表1　爐霍地震及災害簡表

令人刻骨銘心的是1923年3月 24日發(fā)生的7.5級和1979年2月6日發(fā)生的7.9級的兩次大地震，形成了規(guī)模巨大、類型多樣，特征典型的地震遺跡景觀。

2.2地震遺跡特征

2.2.1地震地裂縫

1）地裂縫帶規(guī)模及展布特征

地裂縫的規(guī)模長達90km，寬20~150m（單條地裂縫寬度僅數(shù)厘米—數(shù)十厘米）（圖2）。主地裂縫帶的展布與爐霍斷裂驚人吻合，從北西端的卡蘇村，經朱倭、旦都、虛虛村、老城關至南東端的忠仁達。地裂縫帶不受地形地貌限制，逢山過山，逢嶺過嶺，直線延伸。在瓦各和虛虛極震區(qū)，地表裂縫帶寬度大，寬約150m，由2~4條平行延伸的地裂縫帶組成。

2）地裂縫組合特征

地裂縫按照一定方向和方式排列組合成完整的北西向地裂縫帶，有近東西向、近南北向、北西向和北東向四組。按形式計有反“多”字型、斜列型、鋸齒型和“X”型四種。反“多”字型和“X”型地裂縫出現(xiàn)在高烈度區(qū)（Ⅸ—Ⅹ度區(qū)），是最強的剪切破裂作用所致。在爐霍的老城關到雅德鄉(xiāng)段最為發(fā)育。斜列型地裂縫主要單獨出現(xiàn)于次高烈度區(qū)（Ⅷ度區(qū)），反映剪切作用相對減弱。鋸齒型地裂縫出現(xiàn)在更外圍的兩端，錯動微弱（照片1、2）。

3）地裂縫時代劃分及分布

按時代先后，地震地裂縫帶可分為：近代的—包括過去40~50年來所產生的破裂；次近代的—包括后期侵蝕下明顯加寬的地裂縫，時代可能始于晚第四紀；古代的——包括那些完全是侵蝕成因的表面效應，地震成因是由其他證據(jù)推斷的地裂縫。近代的地裂縫一般比較清楚，大多數(shù)像刀割一樣的溝谷，這些地裂縫帶常沿更早出現(xiàn)的溝谷伸展，再經后期流水侵蝕進一步加寬所致。次近代的地裂縫多以溝谷形式出現(xiàn)，這些溝谷不是終止于斜坡的頂端，而是以細小的裂縫穿過山頂，間斷的裂縫沿著斜坡大體以直線狀態(tài)重復出現(xiàn)，與地層產狀和侵蝕作用無關。溝谷的方向多與坡向斜交，或是與鮮水河谷方向斜交。后期溝谷常常交切于先期形成的溝谷之上（圖3）。

圖2　爐霍1973年7.9級地震等烈度和地裂縫圖

照片1 蝦拉沱盆地山坡上的地裂縫

照片2 蝦拉沱盆地山坡上的地裂縫

圖3　爐霍恰叫地裂縫素描圖（據(jù)阿諾德·赫姆）

其間，次近代和古代的地裂縫，多數(shù)是歷次地震產生的地裂縫相互疊加形成，這些地裂縫再經后期流水、融凍、垮塌等風化作用，有的變得更加清晰壯觀，成為研究現(xiàn)代地震或古地震的重要依據(jù)。

2.2.2地震地鼓包

地震鼓包，又稱地鼓包。它是地震時，因斷層的強烈錯動，在地面的表土層中產生的小型隆起，常發(fā)育于地裂縫的兩側，成群出現(xiàn)。在上述地裂縫的兩側多產生地裂縫（圖4）。因地鼓包是產生于地面表土層的小隆起，所以很難保存?，F(xiàn)今，僅在新壽靈寺西側的山坡上保留（照片3、4）。

2.2.3地震滑坡

地震滑坡是受地震活動影響，地面斜坡上的巖體或土體在重力作用下整體下滑的一種自然現(xiàn)象。當這種現(xiàn)象給人類生命和財產造成損失后，就成為一種地質災害。其中的一部分滑坡，特征典型，又沒有危及到我們的生命和財產，它也便是一類地質景觀，成為科普教育的實際素材。爐霍這類滑坡很多（照片5、6）。

圖4　爐霍斷裂帶上地裂縫和地鼓包形成示意圖

照片3 爐霍老河口地鼓包（1973年）

照片4 新壽靈寺北西側山坡殘留的地鼓包（2006年）

照片5 縣城北西達曲河谷內滑坡（1973）

照片6 蝦拉沱峽谷內的滑坡（2006）

圖5　斷裂與斷陷盆地的形成模式圖

2.2.4地震廢墟

地震廢墟，是人類工程建筑遭受地震嚴重破壞后殘留的遺址或遺跡。在1973年7.9級大地震后，在極震區(qū)內（Ⅹ度區(qū)）建筑物基本被毀。經30余年的建設，舊貌換新顏，被地震嚴重破壞后殘留的遺址僅剩下老壽靈寺和老覺日寺。

2.2.5地震塌陷

地震塌陷，是在地震作用小地表的巖體或土體向下陷落而形成的洼地，或坑洞等負地形的地質現(xiàn)象。爐霍斷裂與次級斷裂交會處的破碎地帶極易發(fā)生塌陷。主要分布于老河口、朱倭、仁達等地。在塌陷區(qū)內的糜棱巖，暴露地表很易產生糜棱巖石林。

2.2.6斷陷盆地及斷陷湖

沿爐霍斷裂帶呈串珠狀展布，由南東向北西，依次有蝦拉沱盆地、爐霍盆地、旦都盆地和朱倭盆地。這些盆地由全新世河流的沖積與洪積物堆積形成，土地肥沃，人口稠密，農耕發(fā)達，也是藏族同胞集中聚居之地。斷陷盆地內還形成湖泊，最為典型的湖泊是卡薩湖。它主要是由于地殼構造運動引起地表巖層發(fā)生斷裂形成凹陷而積水成湖。后期的冰蝕作用，以及因歷次地震崩塌后的堰塞作用使它進一步加大而成現(xiàn)今的狀態(tài)。

2.2.7受斷烈?guī)Э刂频乃?/p>

調查區(qū)的水系發(fā)育和展布受構造、地貌、地質、巖石的軟硬、流水條件嚴格控制。一般而言，活動斷裂帶發(fā)育的水系在平面上呈直角轉彎的格狀水系、肘狀水系。爐霍斷裂帶內的次一級斷裂往往成左行雁列，水系沿其分布追蹤展布，在平面上表現(xiàn)為“Z”字形，或“S”形。

3 爐霍地震遺跡的科學價值及研究意義

1）爐霍斷裂帶具有全球對比研究意義

鮮水河斷裂帶地震地質特征鮮明，地震活動強度高，頻度大，破壞嚴重，是我國最著名的活動斷裂帶之一。而爐霍斷裂就是該活動斷裂帶中一條最重要的次級活動斷裂帶。它能與世界上最著名的圣安德烈斯活動斷裂帶、北安納托利亞斷裂活動帶進行類比研究，具有全球對比研究意義。

2）保存了這一區(qū)域百余年來地震的完整記錄

爐霍經歷的地震之多，震級之高，震面之大，破壞之強，影響之深，世界罕見。尤為珍貴的是爐霍留下了百余年來地震的完整記錄，保存了豐富的、典型的，具有代表性的地震地質遺跡。

3）地震遺跡類型豐富、規(guī)模宏大、特征典型，是國內外最好的地震斷裂帶遺跡天然博物館之一。

調查區(qū)地質遺跡資源非常豐富，尤其以沿斷裂帶所形成的地震地質遺跡景觀規(guī)模宏大，類型眾多，特征典型，具有很高的地球科學研究價值。是國內外最好的地震斷裂帶遺跡天然博物館之一。

4）爐霍是我國最早開展地震地質研究的地區(qū)之一

1923年3月24日發(fā)生7.5級地震后，美國地質學家阿若德·赫姆（Amort· Heim）于1930年組織調查隊對這里進行了第一次調查，并在《美國地質學會會報》發(fā)表的了《道孚地震區(qū)》一文，首次從地震地質的角度對區(qū)內的地震進行了研究，使這里成為我國地震地質研究最早的地區(qū)之一。

圖6　爐霍斷裂通過處水系反扭特征示意圖

照片9 蝦拉沱盆地（1973航片）

照片10 卡薩湖（2006）

[1] 四川省革委會地震辦公室、國家地震局成都地震大隊爐霍地震考察隊．一九七三年二月六日爐霍地震宏觀考察報告[R]，1973．

[2] 國家地震局成都地震地質大隊．甘孜―爐霍震區(qū)地質構造背景的初步認識[z]。1975．

[3] 中國地震學會地震地質專業(yè)委員會．中國活動斷裂[M]．北京：地震出版社，1982．

[4] 四川省地震局．鮮水河活動斷裂帶[M]．成都：四川科學技術出版社，1989．

[5] 四川地震局．鮮水河活動斷裂帶及強震危險性評估[M]．成都：成都地圖出版社，1997．

[6] 唐榮昌，韓渭賓．四川活動斷裂與地震[M]．北京：地震出版社，1993．

[7] 阿若德·赫姆（Amort· Heim），道孚地震區(qū)[J]. 美國地質學會會報，1934．

Characteristics and distribution of Earthquake Relics at Luhuo and Their Scientific Value

LI Zhong-dong GAO Zhu-jun
(Geophysical Exploration Team, SBGEEMR, Chengdu 610072)

Luhuo lies in the Xianshuihe fracture zone which is a earthquake-frequent zone. The last Luhuo Earthquake with the magnitude of 7.9 took place on Feb. 6, 1973. This paper deals with earthquake relic such as faulted basin, geosuture, pressure ridge and so on at Luhuo and their scientific value, making a summary of type, scale, characteristics, distribution of the earthquake relic.

Xianshuihe fracture zone; earthquake relic; scientific value；Luhuo

[P52]

A

1006-0995（2016）02-0213-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.008 1973年2月6日十八時三十七分零五秒，四川省甘孜藏族自治州發(fā)生了史稱“爐霍地震”的7.9級大地震。這次大地震幾乎影響了全球，在震區(qū)造成了長達90km的地表地震斷裂帶。由于這里地處青藏高原腹地，地表流水侵蝕作用和人類活動影響都很微弱，因此爐霍大地震在地表形成的斷裂、斷陷遺跡保存十分完好，世所罕見，堪稱國內外最好的地震斷裂帶遺跡現(xiàn)場博物館之一。

2015-02-24

李忠東（1971-），男，四川雅安人，工程師，主要從事地質遺跡調查與研究