云南魯?shù)镸s 6.5級(jí)地震震區(qū)滑坡易發(fā)性分析

常 昊，張 呂(云南省地震局，云南 昆明 650041)

云南魯?shù)镸s 6.5級(jí)地震震區(qū)滑坡易發(fā)性分析

常 昊，張 呂
(云南省地震局，云南 昆明 650041)

根據(jù)野外科考結(jié)果，對(duì)2014年魯?shù)?.5級(jí)地震滑坡易發(fā)性成因進(jìn)行了分析研究。研究表明：魯?shù)檎饏^(qū)位于涼山次級(jí)活動(dòng)塊體SE向運(yùn)動(dòng)的前緣部位，是我國(guó)陸內(nèi)地震活動(dòng)最強(qiáng)的地區(qū)之一，平均7年左右就有一次5級(jí)以上地震發(fā)生。長(zhǎng)趨勢(shì)緩慢的地殼運(yùn)動(dòng)和頻繁的地震活動(dòng)，對(duì)斜坡的力學(xué)強(qiáng)度產(chǎn)生累積效應(yīng)并逐步降低其穩(wěn)定性，對(duì)滑坡的孕育有積極的促進(jìn)作用，這是地震滑坡易發(fā)的內(nèi)在成因。構(gòu)造隆升和強(qiáng)烈的河流下蝕作用，使得該地區(qū)地形高差巨大、地形陡峻，它是地震滑坡普遍發(fā)生的重要的地形條件。在該地區(qū)獨(dú)特的氣候環(huán)境下，外動(dòng)力地質(zhì)作用類型繁多而強(qiáng)烈。易于風(fēng)化的玄武巖、硬質(zhì)的碳酸鹽巖的廣泛分布，是有利于特大型地震滑坡和崩塌發(fā)育的重要巖性條件。內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用的疊加和耦合，是地震滑坡廣泛發(fā)生的主要成因。

地震活動(dòng)；地震滑坡；易發(fā)性；地形高差；巖石風(fēng)化

0 引言

2014年8月3日云南省魯?shù)榭h發(fā)生Ms 6.5級(jí)地震，極震區(qū)烈度達(dá)Ⅸ度。地震造成617人死亡，112人失蹤，3 143人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失236億元。一次中強(qiáng)地震，造成如此嚴(yán)重的人員傷亡在中國(guó)乃至世界歷史上較為罕見，且在Ⅶ～Ⅸ度烈度范圍內(nèi)，廣泛出現(xiàn)了1 000余處滑坡(崩塌)[1-5]，體積數(shù)十立方米至數(shù)百萬(wàn)立方米乃至上千立方米，其中最大的為紅石巖滑坡和甘家寨滑坡。紅石巖滑坡位于牛欄江干流上，體積1.000～1.200×107m3，滑坡體堵塞河道形成2.6×108m3的堰塞湖，是四川唐家山堰塞湖的4倍。堰塞湖淹沒江邊村、王家坡等數(shù)個(gè)村莊、紅石巖水電站取水壩和廠房，對(duì)上、下游的居民區(qū)及沿河水電站工程造成嚴(yán)重威脅[6-8]。甘家寨大滑坡位于牛欄江支流沙壩河右岸，方量達(dá)1.220×107m3，致使甘家寨32戶房屋和55名村民被掩埋。地震中滑坡(崩塌)造成的死亡和失蹤人數(shù)，占總死亡和失蹤人數(shù)的1/3。

令人關(guān)注的是，2012年9月7日彝良Ms5.6、Ms5.7級(jí)雙震，導(dǎo)致彝良縣15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、大關(guān)縣9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、昭陽(yáng)區(qū)11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和鎮(zhèn)雄縣1個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)大量的房屋倒塌和人員傷亡，造成81人死亡、832人受傷，誘發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害448處[9-11]。此次中強(qiáng)地震能造成如此重大傷亡，一個(gè)重要因素就是山體滑坡、崩塌的發(fā)生，如彝良龍海鄉(xiāng)鎮(zhèn)河村滑坡造成19人遇難，1人受傷，滑坡還阻斷洛澤河形成堰塞湖。更有甚者，2006年7月22日鹽津5.1級(jí)地震產(chǎn)生多處滑坡崩塌，造成22死亡，其中包括崩塌滾石所致[9]。

與此形成鮮明對(duì)比的是，2014年10月7日景谷Ms6.6級(jí)地震僅造成1人死亡，滑坡崩塌的數(shù)量也較少[12]。除了森林覆蓋率和人口密度的差別外，最重要是該地區(qū)主要發(fā)育中生界碎屑巖，與昭通地區(qū)巖性和構(gòu)造背景明顯不同。

由此可見，包括魯?shù)?、彝良在?nèi)的昭通地區(qū)，不同震級(jí)的中強(qiáng)地震均可造成普遍而嚴(yán)重的地震滑坡，數(shù)量多且規(guī)模大，具有“小震大災(zāi)”的共同特征，也意味著該地區(qū)地震滑坡具有明顯的高發(fā)規(guī)律性和內(nèi)在的控制因素。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類社會(huì)的聚集區(qū)逐漸向山岳地區(qū)靠攏，山岳地區(qū)地震中滑坡、崩塌造成的災(zāi)害已經(jīng)超過了地震災(zāi)害本身[13-14]。近年來(lái)昭通地區(qū)中強(qiáng)地震的頻繁發(fā)生，尤其是魯?shù)?.5級(jí)地震及產(chǎn)生的嚴(yán)重滑坡等次生災(zāi)害，促使人們更加關(guān)注這一地區(qū)的地震滑坡災(zāi)害分布特征及其形成機(jī)制。加強(qiáng)該地區(qū)地震地質(zhì)災(zāi)害尤其是地震滑坡的研究具有重要的理論和實(shí)際意義。本文在研究區(qū)域構(gòu)造背景、地震活動(dòng)特征、自然地理?xiàng)l件等基礎(chǔ)上，結(jié)合特大型典型滑坡的特征和成因分析，重點(diǎn)對(duì)該地區(qū)地震觸發(fā)滑坡的成因和易發(fā)性進(jìn)行了分析、歸納，以便對(duì)該地區(qū)應(yīng)急救援、災(zāi)后恢復(fù)重建選址等起到指導(dǎo)和參考作用。

1 區(qū)域構(gòu)造與地震活動(dòng)背景

魯?shù)檎饏^(qū)位于青藏高原東緣南北地震帶的中南段川滇塊體東側(cè)的涼山次級(jí)塊體南緣昭通-蓮峰斷裂帶內(nèi)。昭通-蓮峰斷裂帶主要由昭通-魯?shù)椤⑸彿鍍蓷lNE向斷裂組成，是一條擠壓逆沖為主的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的區(qū)域性大斷裂。其新構(gòu)造活動(dòng)與青藏高原的形成演化和構(gòu)造變形過程密切相關(guān)[6]。

始新世以來(lái)印度板塊與歐亞板塊碰撞形成青藏高原。隨著向北推擠運(yùn)動(dòng)的持續(xù)青藏高原構(gòu)造變形過程不斷加強(qiáng)，高原物質(zhì)存在著向北推移、擠壓隆起和向周邊擠出的運(yùn)動(dòng)圖像[15-19]，遠(yuǎn)程邊緣效應(yīng)逐步顯著，最終導(dǎo)致羌塘塊體、巴顏喀拉塊體和川滇菱形塊體向E和SE擠出逃逸[20-25](圖1a)。經(jīng)過川滇塊體邊界—鮮水河—小江斷裂帶和巴顏喀拉邊界—龍門山斷裂帶后，這種向東和南東方向運(yùn)動(dòng)圖像仍在延續(xù)。由于塊體變形響應(yīng)與能量交換傳遞，在川滇塊體東側(cè)形成了涼山次級(jí)活動(dòng)塊體[6，24]。其東邊界馬邊-鹽津斷裂帶表現(xiàn)出左旋走滑和擠壓逆沖的活動(dòng)特征，沿?cái)嗔褞гl(fā)生1216年馬湖7級(jí)地震、1917年大關(guān)7 1/4級(jí)地震、 1936年馬邊6 3/4級(jí)地震、1974年大關(guān)7.1級(jí)地震等多次強(qiáng)震。該塊體西邊界為鮮水河—小江斷裂帶，該斷裂帶以左旋走滑為主，歷史上發(fā)生多次強(qiáng)震，如1850年西昌-普格7 1/2級(jí)地震等。塊體內(nèi)部還發(fā)育有近SN向的大涼山斷裂帶，主要表現(xiàn)為左旋走滑兼逆沖運(yùn)動(dòng)，在大涼山斷裂帶上有9次7級(jí)以上古地震事件發(fā)生[26]。以上表明涼山次級(jí)塊體是一個(gè)構(gòu)造活動(dòng)和地震活動(dòng)均較為強(qiáng)烈的活動(dòng)塊體[27]。

昭通—魯?shù)閿嗔褞В饕?條右階斜列的次級(jí)斷裂即昭通—魯?shù)?、灑漁河和龍樹斷裂組成(圖1b)[6]。這些NE向斷裂與區(qū)域褶皺軸向基本一致，是古華鎣山褶皺構(gòu)造帶的重要組成部分[6，24]。這些斷裂在晚更新世～全新世有明顯的活動(dòng)特征，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)以擠壓逆沖運(yùn)動(dòng)為主兼有右旋走滑分量。昭通-魯?shù)閿嗔褞д挥跊錾酱渭?jí)活動(dòng)塊體向南東運(yùn)動(dòng)前緣位置，它獨(dú)特的地理位置成為涼山次級(jí)塊體構(gòu)造變形的主要承載體之一，吸收、調(diào)節(jié)塊體南東向運(yùn)動(dòng)應(yīng)變，并構(gòu)成了涼山次級(jí)活動(dòng)塊體的南部邊界[6，24]。

圖1 昭通-魯?shù)閿嗔褞Ъ班弲^(qū)地震構(gòu)造圖(修改自常祖峰等，2014)a. 區(qū)域構(gòu)造格架與動(dòng)力學(xué)背景；b. 昭通-魯?shù)閿嗔褞Х植紙DFig.1 Seismological tectonic map of Zhaotong-Ludian faults and its vicinity(modified from Chang Zufeng et al,2014)F1—峨邊-金陽(yáng)斷裂；F2—蓮峰斷裂；F3—昭通-魯?shù)閿嗔褞В篎3-1 —昭通-魯?shù)閿嗔?，F(xiàn)3-2—灑漁河斷裂，F(xiàn)3-3 —龍樹斷裂；F3-4—包谷垴-小河斷裂；F4—小江斷裂；F5—翻身村斷裂；F6—者海-石門坎斷裂。

在涼山次級(jí)塊體強(qiáng)烈的南東向運(yùn)動(dòng)的影響下，魯?shù)檎饏^(qū)不僅受到鮮水河—小江斷裂帶、馬邊—鹽津斷裂帶、安寧河—?jiǎng)t木河斷裂帶和大涼山斷裂帶等區(qū)域斷裂活動(dòng)的強(qiáng)烈影響，同時(shí)還受到昭通—魯?shù)閿嗔褞Щ顒?dòng)的影響，在該斷裂帶上歷史上發(fā)生過多次中強(qiáng)地震。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自1885年有地震記載以來(lái)至2014年魯?shù)榈卣鸾?30年間，昭通—魯?shù)閿嗔褞Ъ捌涓浇貐^(qū)共計(jì)發(fā)生了18次5級(jí)以上地震(表1，含1935年昭通、威寧交界5.5級(jí)地震，圖1b中未標(biāo)出)，平均7年左右就有1次中強(qiáng)地震發(fā)生。這些地震活動(dòng)，不僅表明昭通-魯?shù)閿嗔褞系牡卣鸹顒?dòng)程度，同時(shí)對(duì)該地區(qū)巖體造成累積的破壞效應(yīng)，極大地降低斜坡的力學(xué)強(qiáng)度，使得巖石更為破碎，并成為滑坡、崩塌等災(zāi)害敏感區(qū)。

2 自然地理?xiàng)l件

2.1 地形條件與氣候環(huán)境

魯?shù)檎饏^(qū)處于滇東北烏蒙山區(qū)，境內(nèi)群山林立，巍峨磅礴。金沙江由SW流向NE，水流湍急，橫貫全區(qū)。區(qū)域地貌上，該地區(qū)屬青藏高原東緣中國(guó)東、西部地貌過渡帶，新生代以來(lái)一直處于間歇性上升狀態(tài)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。因金沙江及其支流垂直切割，地形高差巨大，形成高山峽谷相間分布、河谷深切的地貌景觀[28-30]。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)藥山海拔4 041.6 m，最低點(diǎn)金沙江河谷海拔僅459 m，最大高差3 540 m。金沙江支流牛欄江流域切割深度達(dá)1 200～3 300 m，形成兩岸陡立的嶂谷和隘谷地貌。構(gòu)造抬升和強(qiáng)烈的河流下蝕作用，形成深切割的中山和高山地貌，山高谷深，地形陡峻，造就了高陡邊坡集中發(fā)育的地形特點(diǎn)[8]。這種地貌特點(diǎn)成為導(dǎo)致山體邊坡失穩(wěn)的一個(gè)重要條件。

表1 昭通-魯?shù)閿嗔褞Ъ捌涓浇貐^(qū)歷史地震一覽表Table 1 The general table of historical earthquakes along Zhaotong-Ludian faults and its vicinity

研究區(qū)屬于低緯度高原山地型季風(fēng)氣候，年際溫差大，夏季可達(dá)35 ℃以上，冬季可達(dá)-15 ℃左右，年平均氣溫12.1～21.1 ℃。年降雨量801.2～923.5 mm，約有90%的降水集中在5～10月份。受獨(dú)特的自然地理?xiàng)l件影響，本地區(qū)外動(dòng)力地質(zhì)作用類型繁多，不僅有亞熱帶地區(qū)普遍存在的化學(xué)溶蝕、流水侵蝕剝蝕等作用，還有機(jī)械崩解、下坡運(yùn)動(dòng)以及溫差風(fēng)化、寒凍風(fēng)化等外動(dòng)力地貌過程。在如此特殊的氣候環(huán)境下，加上巖石節(jié)理、裂隙密集發(fā)育，侵蝕剝蝕、化學(xué)溶蝕、冰凍風(fēng)化等各種強(qiáng)烈的外動(dòng)力作用將其塑造成地形陡峻、巖石破碎、植被稀疏的景觀，很多山頂基巖裸露，石漠化現(xiàn)象嚴(yán)重。即便在自然條件下，常有坍塌、滾石等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 巖性與巖石風(fēng)化

魯?shù)檎饏^(qū)主要分布有元古界震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、二疊系等，少量三疊系出露(圖2)。其中，下二疊統(tǒng)玄武巖分布最為廣泛，其次為灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖；中生界主要分布在震區(qū)東北部地區(qū)，是以砂巖、泥巖為主的陸相碎屑堆積，具體巖性描述見表2。從巖性分布和抗風(fēng)化能力分析，上二疊統(tǒng)峨眉山組玄武巖原生節(jié)理及構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，抗風(fēng)化能力弱，極易風(fēng)化。同時(shí)，震區(qū)還廣泛出露有寒武系龍王廟組，奧陶系巧家組、大箐組，泥盆系曲靖組，二疊系梁山組、棲霞-茅口組灰?guī)r、白云質(zhì)巖等碳酸鹽巖，此類巖石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，屬于較硬質(zhì)巖類，但河谷地帶主要是碳酸鹽巖分布區(qū)，溶蝕作用強(qiáng)烈，沿河谷常形成深切的陡崖地貌(圖2)。

據(jù)震后科考調(diào)查，玄武巖風(fēng)化主要可歸納為4種類型：①整體風(fēng)化。自坡面頂部向下可分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中等分化及弱風(fēng)化層，風(fēng)化程度逐漸減弱，層間分界面模糊，風(fēng)化層深度10～30 m，有些地段可達(dá)到50 m。此類風(fēng)化主要發(fā)育在地形平坦的高原面和剝夷面上。②差異風(fēng)化。在斷裂破碎帶附近或者玄武巖與灰?guī)r及碎屑巖的接觸面上，沿帶常形成較深的風(fēng)化帶，深度可達(dá)數(shù)十米，寬度數(shù)米至數(shù)十米。③囊狀風(fēng)化。在凹坡地形中，由于匯水表面積較大，片流流水作用較強(qiáng)，使得玄武巖風(fēng)化強(qiáng)烈，橫剖面上呈現(xiàn)出自溝底向兩側(cè)岸坡風(fēng)化層厚度逐漸減薄的囊狀風(fēng)化特征。風(fēng)化層厚數(shù)米至幾十米。在縱剖面上，自上而下風(fēng)化層逐漸增厚，溝的底部厚度最大。④層狀風(fēng)化。在斜坡中下部，常呈現(xiàn)出強(qiáng)風(fēng)化層(散體結(jié)構(gòu))與中等風(fēng)化層(碎裂結(jié)構(gòu))相間分布的特征，厚數(shù)米至十幾米。

圖2 魯?shù)檎饏^(qū)巖性與滑坡分布圖Fig.2 Petrology and landslide distribution of Ludian earthquake area1—三疊系；2—上二疊統(tǒng)峨眉山組；3—下二疊統(tǒng)梁山組、棲霞-茅口組；4— 泥盆系；5— 志留系；6—奧陶系；7— 寒武系；8— 震旦系;9— 元古界；10— 地震；11—逆斷層；12—走滑斷層；13—滑坡(崩塌)；Z.T.F—昭通-魯?shù)閿嗔眩籐.S.F—龍樹斷裂；X.H.F—小河-包谷垴斷裂。

表2 魯?shù)榈卣鹫饏^(qū)地層巖性簡(jiǎn)述Table 2 The sketch description of strata and lithology in Ludian earthquake area

在光明村調(diào)查發(fā)現(xiàn)，玄武巖中普遍有三組構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，產(chǎn)狀分別為340°/NE∠45°、15°/SE∠80°和40°/SE∠52°，密度3～10條/m。三組構(gòu)造節(jié)理相互交切，將巖體切割成豆腐塊狀碎裂結(jié)構(gòu)或散體結(jié)構(gòu)。紅石巖和甘家寨河谷中，灰?guī)r地層中卸荷裂隙普遍發(fā)育，可見長(zhǎng)度10～20 m，寬度1～10 cm。據(jù)野外調(diào)查，紅石巖附近近河地段兩岸巖體垂直強(qiáng)風(fēng)化深度可達(dá)20～25 m，水平深度北岸約20～25 m，南岸約25～30 m。紅石巖附近灰?guī)r、白云巖分布地段，溶蝕風(fēng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，其風(fēng)化裂隙垂直深度達(dá)20～60 m[8]。強(qiáng)烈的巖石風(fēng)化作用，不僅破壞了斜坡穩(wěn)定性，使斜坡處于基本穩(wěn)定或亞穩(wěn)定狀態(tài)，也為滑坡、崩塌體的發(fā)育提供了重要物質(zhì)來(lái)源。

3 地震滑坡主要特征

3.1 地震滑坡總體特征

此次魯?shù)?.5級(jí)地震觸發(fā)滑坡(崩塌)1 000余處，科考工作中我們主要調(diào)查了650處能夠到達(dá)的大中型滑坡及部分小型滑坡，其余的主要依靠衛(wèi)星解譯結(jié)果進(jìn)行分析。歸納起來(lái)，地震滑坡(崩塌)的主要特征有：數(shù)量多，分布廣，大型、特大型滑坡發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害重。大大小小滑坡廣泛分布于震中方圓15 km的范圍內(nèi)，玄武巖、碳酸鹽巖地層中普遍發(fā)育，沿河谷岸坡、公路邊坡地帶連續(xù)帶狀分布。在紅石巖、甘家寨、王家坡、光明村等地形成特大型、大型滑坡，堵塞江水形成堰塞湖。滑坡造成了重大人員傷亡，主要是高速滑坡體掩埋村莊和公路上等待通過的大巴車造成，死亡人數(shù)達(dá)250人，占地震死亡總?cè)藬?shù)的34%，是同等震級(jí)地震中滑坡死亡人數(shù)比例最高的一次。

3.2 地形和巖性的影響

地形條件，對(duì)地震滑坡的發(fā)生有著重要影響，一般情況下，大于30°的陡坡比緩坡更易發(fā)生滑坡。祁生文等(2011)對(duì)汶川地震中長(zhǎng)距離巖質(zhì)崩滑的源區(qū)特點(diǎn)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，地勢(shì)陡峻是產(chǎn)生遠(yuǎn)距離崩滑的重要條件，而且多數(shù)長(zhǎng)距離崩塌都發(fā)生在具有高陡地形的硬巖地區(qū)[31]。從地形條件分析，坡度>30°的斜坡主要沿牛欄江及其支流河谷分布(圖3)，河谷兩岸形成高達(dá)數(shù)百米的地形高差。魯?shù)榈卣鸹聻?zāi)害，主要沿牛欄江及其支流龍泉河和沙壩河兩岸呈帶狀密集分布，而夷平面上災(zāi)害分布較稀疏，充分表明地震滑坡與地形高差和坡度之間關(guān)系密切。

從巖性分布看，地震滑坡主要分布于灰?guī)r、白云巖和玄武巖等較硬巖分布地區(qū)(圖2)，這與2008年汶川大地震中滑坡、崩塌廣泛地發(fā)育于硬巖和較硬巖區(qū)域具有相似特征[31-32]。2012年彝良地震時(shí)，洛澤河鎮(zhèn)龍?zhí)洞灞浪瑯影l(fā)生在棲霞-茅口組灰?guī)r地區(qū)[11]。

圖3 魯?shù)檎饏^(qū)地形坡度與滑坡分布圖Fig.3 Map showing slope angles and landslide distribution in the Ludian earthquake area

3.3 大型、特大型滑坡

此次地震形成了紅石巖、甘家寨、光明村、天生橋、王家坡多處特大型和大型滑坡體，堵塞江河形成堰塞湖，淹沒村莊和公路，造成重大傷亡。下面以紅石巖和甘家寨特大型滑坡為例，分析滑坡特征及其成因。

4 特大型滑坡特征及其成因

4.1 紅石巖特大型滑坡

紅石巖滑坡位于魯?shù)榭h李家山村和巧家縣紅石巖村交界的牛欄江干流上(27.035°N，103.397°E)，該河段呈近東西向，滑體滑動(dòng)方向?yàn)?90°～195°。堆積體堵塞牛欄江形成堰塞體，平面投影上最長(zhǎng)1 000 m，寬270 m，投影面積為8×104m2。堰塞體壩頂高程約1 216 m，壩底高程1 100 m，壩體高116 m，總方量約1.000×107～1.200×107m3(圖4a-c)。

該河段基巖多裸露，兩岸斜坡陡峻。左岸坡度35°～50°，右岸坡度50°～60°，局部為70°以上的陡崖，滑坡崩塌處斜坡垂直高差800 m[8]。

該滑坡發(fā)生在上硬下軟的巖質(zhì)斜坡上。斜坡上部為下二疊統(tǒng)厚層至塊狀灰?guī)r夾少量白云質(zhì)，中部為中泥盆統(tǒng)灰色泥質(zhì)白云巖及泥巖、白云質(zhì)砂巖，下部為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r、白云巖夾頁(yè)巖、泥巖。堰塞體兩岸巖層走向具有明顯差異，但傾角都較平緩，北岸巖層產(chǎn)狀20°～60°/NW∠10°～30°，南岸巖層傾向下游，巖層產(chǎn)狀20°～60°/NW∠10°～30°。位于斜坡中下部的奧陶系泥巖夾層、泥盆系泥頁(yè)巖夾層等軟弱夾層，在地震動(dòng)作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈的壓縮變形，為上部巖體崩裂、變形騰出空間并促使上部巖石結(jié)構(gòu)變形破壞，并有可能成為潛在的滑動(dòng)面。野外調(diào)查證實(shí)，這套泥巖、泥頁(yè)巖夾層就是此次滑坡的滑動(dòng)面。

圖4 紅石巖堰塞體Fig.4 The landslide dam on the Niulanjiang River at Hongshiyan induced by the 2014 Ludian earthquake

斜坡巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育。坡體上部普遍發(fā)育陡傾角卸荷裂隙，裂隙面較平整，張開寬度一般1～2 cm，大部分無(wú)充填，部分被鈣質(zhì)或泥沙質(zhì)充填。坡面巖體發(fā)育有三組節(jié)理，即橫河向陡傾節(jié)理(I)、順河向陡節(jié)理(II)及層間節(jié)理(III)，節(jié)理I產(chǎn)狀為 330°/NE∠80° ，節(jié)理II產(chǎn)狀為 EW/S∠80°～83°，節(jié)理III產(chǎn)狀為20°～60°/NW∠10°～30°(圖4d)。陡傾的節(jié)理(I)和節(jié)理(Ⅱ)和緩傾的節(jié)理(Ⅲ)幾組節(jié)理面組合起來(lái)，使得斜坡變成了一個(gè)不穩(wěn)定塊體(圖4d)。在地震力作用下，這個(gè)不穩(wěn)定塊體向坡體的凌空面一側(cè)(河流方向)滑動(dòng)(圖4d中箭頭方向)[8]。

據(jù)以上地形地貌、巖性及其結(jié)構(gòu)面組合特征，分析其成因主要有：

①由于近期區(qū)域地殼活動(dòng)和強(qiáng)烈的整體上升，河流強(qiáng)烈的下切侵蝕造成該地區(qū)巨大的地形高差。陡坡和高邊坡的普遍發(fā)育，是發(fā)生地震滑坡的基礎(chǔ)條件。雖然魯?shù)?.5級(jí)地震屬于中強(qiáng)地震，但由于獨(dú)特的地形和場(chǎng)地條件，斜坡巖體產(chǎn)生了異常放大的地震動(dòng)效應(yīng)，直接引發(fā)了此次特大型滑坡。

②順河發(fā)育的卸荷裂隙，陡傾的順河節(jié)理、橫向節(jié)理和緩傾的層面節(jié)理聯(lián)合構(gòu)成了有利的結(jié)構(gòu)面組合。此外，坡體上硬下軟的坡體結(jié)構(gòu)也為滑坡形成提供了有利條件[33]。

③紅石巖堰塞體位于昭通—魯?shù)榛顒?dòng)斷裂附近，巖石破碎和風(fēng)化強(qiáng)烈。沿昭通—魯?shù)閿嗔鸭捌涓浇鼩v史上曾發(fā)生多次中強(qiáng)地震，長(zhǎng)期而頻繁的地震活動(dòng)使得震區(qū)表層巖石松動(dòng)，從而加劇了節(jié)理、裂隙發(fā)育和巖石風(fēng)化，使山體處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。換言之，此次滑坡是在長(zhǎng)期地震作用累積效應(yīng)的基礎(chǔ)上發(fā)生的。

4.2 甘家寨特大型滑坡

甘家寨滑坡位于牛欄江支流沙壩河右岸(27.069°N，103.381°E)，長(zhǎng)約700 m，寬約300 m，高約30～60 m，體積1.220×107m3?；轮率垢始艺?2戶人家頃刻間消失，55 名村民被埋?；虑熬壉谎诼竦墓飞系却ㄟ^的車輛及失蹤人數(shù)不詳[2]。

圖5 甘家寨滑坡體Fig.5 The landslide at Ganjiazhai induced by the 2014 Ludian earthquake

滑坡發(fā)生處，河谷高程1 210 m，山頂高程2 000 m，垂直高差790 m。滑坡發(fā)生在大型凹坡的中下部(圖5a)，地形坡度50°左右。主體滑動(dòng)方向160°。滑坡發(fā)生后與沙壩河左岸滑坡一起掩埋公路和河床(圖5b)，沿沙壩河形成堰塞湖?；麦w具有長(zhǎng)距離高速滑動(dòng)特征，形成多臺(tái)階狀堆積體(圖5d-e)。

甘家寨滑坡位于二疊系玄武巖和灰?guī)r的不整合面上。構(gòu)成滑坡的巖性主要為上二疊統(tǒng)峨眉山組玄武巖(約占1/3)和下二疊統(tǒng)棲霞-茅口組灰?guī)r(圖5c-d)。玄武巖發(fā)育三組構(gòu)造節(jié)理，產(chǎn)狀分別為270°/N∠85°、20°/NW∠55°和10°/SE∠50°，可見長(zhǎng)度10～50 m。玄武巖風(fēng)化強(qiáng)烈，全～強(qiáng)風(fēng)化層可見厚度30～50 m(圖5d)?；?guī)r中發(fā)育三組節(jié)理，產(chǎn)狀分別為300°/SW∠80°、30°/NW∠65°和0°/W∠75°，可見長(zhǎng)度10～30 m。灰?guī)r地層產(chǎn)狀350°/NE∠15°(圖5c)。灰?guī)r風(fēng)化層厚度約20～30 m(圖5c)。灰?guī)r傾向與沖溝右壁斜坡向基本一致(圖5c)。

發(fā)生甘家寨特大型地震滑坡，主要原因有：

①地形高差巨大、坡度陡峻，是發(fā)生地震滑坡有利的地形條件[34]。

②滑坡體位于玄武巖和灰?guī)r地層交界地帶(不整合面上)，巖石差異風(fēng)化強(qiáng)烈。

③多組構(gòu)造節(jié)理破壞了巖體結(jié)構(gòu)，且灰?guī)r地層斜坡為順向坡，有利于順坡向滑動(dòng)。

④甘家寨滑坡處于大型凹坡地帶，地表水匯水面積大，在地形低洼處形成較厚的囊狀風(fēng)化層，而下部厚度最大且含水量高。地震發(fā)生時(shí)，在地震力和重力雙重作用下，四周土層向凹坡中軸部的下部運(yùn)動(dòng)聚集，加上下部本身含水量高、容重大，因此其所遭受的地震慣性力最大，使其最先產(chǎn)生塑性變形破壞，在凹坡底部具有臨空條件下就會(huì)導(dǎo)致滑坡的發(fā)生。

紅石巖堰塞湖庫(kù)區(qū)的王家坡滑坡，體積2.28×106m3，屬于大型滑坡。其地形條件與甘家寨類似，也是發(fā)生在凹坡的中下部，其形成原因與之相同。

此外，在甘家寨滑坡體的河對(duì)岸，苗寨子以北成群發(fā)育3～4個(gè)大、中型玄武巖滑坡，滑坡體主要由玄武巖坡體上部全-強(qiáng)風(fēng)化層構(gòu)成，厚30 m左右(圖5b)。這些滑坡體的形成，與玄武巖強(qiáng)烈的風(fēng)化作用密切相關(guān)。

5 地震滑坡易發(fā)性

魯?shù)?.5級(jí)地震觸發(fā)滑坡(崩塌)的主要特征是：數(shù)量多，分布廣，大型、特大型滑坡發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重?；聫V泛分布于玄武巖、碳酸鹽巖出露地區(qū)，沿河谷地帶連續(xù)分布。這種地震滑坡的空間分布規(guī)律，主要與河谷地帶巨大的地形高差、陡峻的地形有關(guān)。紅石巖、甘家寨等特大型滑坡的形成不僅與地形相關(guān)聯(lián)，還與碳酸鹽巖及其結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況以及強(qiáng)烈的風(fēng)化作用有關(guān)。

(1)魯?shù)檎饏^(qū)分布的昭通-魯?shù)閿嗔褞д挥跊錾酱渭?jí)活動(dòng)塊體向南東運(yùn)動(dòng)的前緣部位，獨(dú)特的地理位置使之成為涼山次級(jí)活動(dòng)塊體構(gòu)造變形的主要承載體之一，吸收、調(diào)節(jié)塊體南東向的運(yùn)動(dòng)應(yīng)變。魯?shù)檎饏^(qū)不僅受到周邊區(qū)域斷裂活動(dòng)和歷史強(qiáng)震的影響，還受到昭通—魯?shù)閿嗔褞Щ顒?dòng)的強(qiáng)烈影響。魯?shù)榈貐^(qū)平均7年左右就有一次中強(qiáng)地震發(fā)生。頻繁的地震活動(dòng)，對(duì)該地區(qū)巖體造成了累積的破壞效應(yīng)，極大地降低了斜坡的力學(xué)強(qiáng)度，使得該地區(qū)巖石更為破碎和易于風(fēng)化，并成為滑坡災(zāi)害敏感區(qū)。強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)和頻繁的地震活動(dòng)，是該地區(qū)地震滑坡頻繁而嚴(yán)重發(fā)生的共同的內(nèi)在成因和基礎(chǔ)條件。

(2)該地區(qū)屬青藏高原東緣中國(guó)東、西部地貌過渡帶，新生代以來(lái)一直處于間歇性上升狀態(tài)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。構(gòu)造抬升和強(qiáng)烈的河流下蝕作用，形成山高谷深、地形陡峻的地形。這是地震滑坡普遍發(fā)生的最重要的地形條件。魯?shù)榈卣鸹?，沿高差巨大的河谷密集發(fā)育的帶狀特征，充分證實(shí)了這一關(guān)系。

(3)該地區(qū)位于低緯度高原山地型季風(fēng)氣候區(qū)，年際溫差大。獨(dú)特的氣候環(huán)境下，外動(dòng)力地質(zhì)作用類型繁多，不僅有化學(xué)溶蝕、流水侵蝕等作用，還有機(jī)械崩解、下坡運(yùn)動(dòng)以及溫差風(fēng)化、寒凍風(fēng)化等外動(dòng)力地貌過程。各種強(qiáng)烈的外動(dòng)力地質(zhì)作用，使得巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，巖石破碎。

(4)從巖性分布分析，該地區(qū)廣泛分布有上二疊統(tǒng)峨眉山組玄武巖，同時(shí)還廣泛出露寒武系、奧陶系、泥盆系、二疊系灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖。前者易于風(fēng)化，強(qiáng)烈的風(fēng)化作用破壞了斜坡穩(wěn)定性，也為滑坡的發(fā)育提供了重要物質(zhì)來(lái)源。后者屬于硬質(zhì)、脆性巖類，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，但河谷地帶主要是此類巖性，沿河谷常形成深切的陡崖。紅石巖、甘家寨等特大型滑坡的發(fā)生，均與此二類巖性有關(guān)。

(5)在中國(guó)西部，與魯?shù)榈貐^(qū)具有類似地質(zhì)、地形條件的還有甘南的舟曲地區(qū)。舟曲地區(qū)處中國(guó)第二地形階梯向第三階梯過渡地帶，高差巨大。區(qū)內(nèi)發(fā)育有光蓋山-迭山北緣斷裂、坪定-化馬斷裂、舟曲斷裂等活動(dòng)斷裂帶，地層主要為志留系石灰?guī)r、板巖、碎屑巖、砂巖、頁(yè)巖。巖石軟硬相間，地表風(fēng)化強(qiáng)烈，是著名的滑坡、泥石流多發(fā)區(qū)[35-36]。1960、1961及1962年先后發(fā)生了舟曲5.3級(jí)、岷縣5.7級(jí)、甘谷5.0級(jí)地震，在背景上產(chǎn)生了1963年舟曲大滑坡。由于受到汶川特大地震的影響，2010年則發(fā)生舟曲特大型泥石流災(zāi)害。

通過對(duì)比說(shuō)明，易于發(fā)生區(qū)域性地震滑坡、崩塌、泥石流的地區(qū)，它們具有共同的特點(diǎn)：即強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)背景、高差巨大的地形條件和易于風(fēng)化的巖性條件。概言之，魯?shù)榈貐^(qū)地震滑坡的易發(fā)性或者說(shuō)高發(fā)生率，是長(zhǎng)趨勢(shì)緩慢的地殼運(yùn)動(dòng)、頻繁的地震活動(dòng)、強(qiáng)烈的外動(dòng)力作用以及巖性多重因素共同疊加、耦合，相互作用的結(jié)果。

6 結(jié)論

(1)魯?shù)檎饏^(qū)位于涼山次級(jí)活動(dòng)塊體SE向運(yùn)動(dòng)的前緣部位，是我國(guó)陸內(nèi)地震活動(dòng)最強(qiáng)的地區(qū)之一，平均7年左右就有一次5級(jí)以上地震發(fā)生。長(zhǎng)趨勢(shì)緩慢的地殼運(yùn)動(dòng)和頻繁的地震活動(dòng)，對(duì)斜坡的力學(xué)強(qiáng)度產(chǎn)生累積效應(yīng)并逐步降低其穩(wěn)定性，對(duì)滑坡的孕育有積極的促進(jìn)作用，這是地震滑坡易發(fā)的內(nèi)在成因。

(2)該地區(qū)屬青藏高原東緣中國(guó)東、西部地貌過渡帶，新生代以來(lái)一直處于間歇性上升狀態(tài)。構(gòu)造抬升和強(qiáng)烈的河流下蝕作用，形成高差巨大、地形陡峻的地形。這是地震滑坡普遍發(fā)生的重要的地形條件。

(3)該地區(qū)位于低緯度高原山地型季風(fēng)氣候區(qū)。在該地區(qū)獨(dú)特的氣候環(huán)境下，外動(dòng)力地質(zhì)作用類型繁多，不僅有化學(xué)溶蝕、流水侵蝕等作用，還有機(jī)械崩解、下坡運(yùn)動(dòng)以及溫差風(fēng)化、寒凍風(fēng)化等外動(dòng)力地貌過程。各種強(qiáng)烈的外動(dòng)力地質(zhì)作用，使得巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，巖石破碎。

(4)該地區(qū)廣泛分布有易于風(fēng)化的二疊系玄武巖，和寒武系、奧陶系、泥盆系、二疊系等硬質(zhì)而脆性的碳酸鹽巖。后者雖抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，但沿河谷地帶常形成深切的陡崖地貌，有利于大型崩塌的發(fā)生。紅石巖、甘家寨等特大型滑坡的發(fā)生，均與此二類巖性有關(guān)。

(5)魯?shù)榈貐^(qū)地震滑坡的易發(fā)性或者說(shuō)高發(fā)生率，是長(zhǎng)趨勢(shì)緩慢的地殼運(yùn)動(dòng)、頻繁的地震活動(dòng)、強(qiáng)烈的外動(dòng)力作用以及巖性多重因素共同疊加、耦合，相互作用的結(jié)果。

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Analysis of Susceptibility causes of landslides triggered by earthquake in Ludian Ms 6.5 earthquake region

CHANG Hao，ZHANG Lyu
(EarthquakeAdministrationofYunnanProvince,Kunming,Yunnan650041,China)

Based on field scientific investigations in Ludian earthquake region，a study is made on susceptibility causes and disaster formation mechanism of landslides triggered by the 2014 Ludian Ms6.5 earthquake. It is suggested that：Ludian earthquake region is situated the front boundary of Daliangshan secondary active block which moves to the southeast，and is the strongest seismically active area within intra-continent crust in China，with one earthquake greater than M5 occurred about every seven year by the statistic data of recent 130 years. The prolonged，slow tectonic deformation and frequent seismicity lead to accumulated effects on the mechanical strong of slopes and gradually lower the stability of slopes，which will help to generate landslides，and are the inner causes of the high occurrence rate of landslides triggered by earthquakes. Tectonic uplift and strong downward erosion action enlarge the terrain height difference and increase the slopes，which are the significant landform situation to landslides extensively by earthquakes in this region. Under the special weather circumstances in the region，the external dynamic geological progresses are intense and in a number of varieties. The easily weathered Basalts and tough limestone rocks widely cropped out in the earthquake region are the lithostratigraphy factors favorable for triggering super-large landslides. Superposition and coupling of endogenic and exogenic process are the main causes to extensively occur landslides triggered by earthquake.

seismicity; landslide triggered by earthquake; susceptibility; terrain height difference; rock weathering

2016-06-30;

2016-10-10

云南省地震局青年基金項(xiàng)目(2010010212);國(guó)家自然基金項(xiàng)目(41472204)

常 昊(1990-)，男，河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，主要從事GIS和災(zāi)害地質(zhì)研究。E-mail:224974214@qq.com

10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2017.02.06

P642.22;P315

A

1003-8035(2017)02-0038-11