2019年1月3日四川珙縣5.3級地震震害特征與孕震環(huán)境

蔣 瑜,張文力,趙德軍

(1.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059；2.四川省地震局，四川 成都 610041)

2019年1月3日8時48分在四川省珙縣(北緯28.20°，東經(jīng)104.86°)發(fā)生5.3級地震，震源深度5 km。震中距珙縣縣城30 km，距筠連縣縣城34 km，距興文縣縣城39 km。珙縣、筠連縣、興文縣、宜賓市區(qū)震感強烈，重慶、樂山、瀘州、成都等地均有震感。截至1月3日20時30分，珙縣5.3級地震已造成珙泉鎮(zhèn)、巡場鎮(zhèn)、孝兒鎮(zhèn)、底洞鎮(zhèn)、上羅鎮(zhèn)、洛亥鎮(zhèn)、沐灘鎮(zhèn)、下羅鎮(zhèn)、曹營鎮(zhèn)、恒豐鄉(xiāng)、玉和苗族鄉(xiāng)、羅渡苗族鄉(xiāng)、觀斗苗族鄉(xiāng)13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災(zāi)，受災(zāi)人口 2 586人，因災(zāi)輕傷1人；轉(zhuǎn)移安置(分散安置)221人；一般損壞房屋689戶 1 522間(其中農(nóng)房686戶 1 491間)、嚴(yán)重?fù)p壞房屋18戶89間(其中農(nóng)房18戶89間)；直接經(jīng)濟(jì)損失 1 949.78萬元(1)宜賓市防震減災(zāi)局.2019.珙縣5.3級地震災(zāi)害報告.?？h內(nèi)道路暢通，通信、電力正常，當(dāng)?shù)厣鐣刃蚱椒€(wěn)有序。該區(qū)域內(nèi)接連發(fā)生中強震，且在相同區(qū)域內(nèi)僅隔一年多時間，發(fā)生比上一次震級更大、深度更淺的中強震。因此，本次地震引起了筆者反思：近幾次地震發(fā)震構(gòu)造是否相同？在短期內(nèi)是否還會發(fā)生強震？為何會比上一次珙縣地震震級高，震源淺？本文通過區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景、區(qū)域應(yīng)力場、震源機(jī)制解進(jìn)行簡要分析和探討。

1 震害特征

1.1 震區(qū)構(gòu)造背景

四川盆地地處揚子地臺偏西北側(cè)，是在揚子地臺內(nèi)形成的構(gòu)造—沉積盆地，大致呈北東向展布(賈小樂，2016)，自汶川和蘆山地震后，四川盆地內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)有所變化，地震活動增強。盆地前新生代的構(gòu)造沉積演化受華南板塊、華北板塊演化及其碰撞拼合后陸內(nèi)作用的控制，新生代以來，又明顯受到青藏高原隆升的制約。青藏高原的整體隆升和向東擠出，造成了強烈的構(gòu)造活動，致使該區(qū)域本來就復(fù)雜的構(gòu)造更加復(fù)雜化，斷裂縱橫交錯、地震頻繁發(fā)生(高金尉，2012)。川南區(qū)域構(gòu)造的邊界由華鎣山—青山嶺斷裂帶、長壽—遵義斷裂帶和古藺—鹽津斷裂帶交錯銜接，圍成直角三角形構(gòu)造格局(楊武年，2001)，在三角格局內(nèi)，主要見一系列隔擋式褶皺。本次震中位于四川盆地南部的長寧背斜南西翼中部，震區(qū)內(nèi)地表構(gòu)造簡單，僅發(fā)育有近南北向的大地灣—瓦房頭斷裂，北東向的陰陽背斷裂和近東西向的松林?jǐn)嗔?見圖1)。

圖1 珙縣MS5.3級地震地質(zhì)構(gòu)造及余震震中分布圖

1.2 震害宏觀調(diào)查

震害調(diào)查由四川省地震局現(xiàn)場聯(lián)合工作隊完成，依據(jù)《地震現(xiàn)場工作：調(diào)查規(guī)范》(GB/T 18208.3-2011)、《中國地震烈度表》(GB/T 17742-2008)等國家標(biāo)準(zhǔn)，通過對災(zāi)區(qū)53個抽樣點的震害調(diào)查，發(fā)現(xiàn)震區(qū)最高烈度為Ⅵ度。結(jié)合以往該區(qū)域調(diào)查結(jié)果，制定了本次珙縣地震烈度評判標(biāo)準(zhǔn)。Ⅵ度區(qū)：土木，磚木結(jié)構(gòu)房屋少數(shù)破壞，多數(shù)輕微破壞或基本完好；磚混結(jié)構(gòu)房屋少數(shù)輕微破壞，大多數(shù)基本完好。房屋出現(xiàn)梭瓦，墻體裂縫，罕見到山體發(fā)生崩塌、落石及地裂縫等次生地震地質(zhì)災(zāi)害。Ⅴ度區(qū)：絕大多數(shù)房屋基本完好，僅老舊房屋出現(xiàn)細(xì)小裂縫，個別磚混房屋出現(xiàn)梭瓦及墻體開裂。

根據(jù)本次烈度評判標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合抽樣點震害調(diào)查結(jié)果，參考震區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造背景、余震分布、震源機(jī)制等資料(http://www.scdzj.gov.cn)，結(jié)合強震動觀測記錄，最終編制了本次地震烈度圖。本次地震僅存在Ⅵ度區(qū)，面積為416 km2，主要涉及珙縣玉和苗族鄉(xiāng)、底洞鎮(zhèn)、上羅鎮(zhèn)、下羅鎮(zhèn)、仁義鄉(xiāng)、沐灘鎮(zhèn)、孝兒鎮(zhèn)、曹營鎮(zhèn)、興文縣毓秀苗族鄉(xiāng)、周家鎮(zhèn)、仙峰苗族鄉(xiāng)、九絲城鎮(zhèn)共12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。區(qū)域內(nèi)房屋大部分為磚混結(jié)構(gòu)，少部分為磚木和土木結(jié)構(gòu)。磚混結(jié)構(gòu)房屋普遍出現(xiàn)裂縫(圖2a,b,c)，磚木結(jié)構(gòu)房屋出現(xiàn)梭瓦現(xiàn)象(圖2d)，地基堆砌體出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象(圖2e)。區(qū)域內(nèi)多處發(fā)現(xiàn)崩塌落石，毀壞道路(圖2f，g)。

圖2 典型震害情況

2 分析討論

本次地震震中位于四川盆地南部長寧背斜南西翼中部，該地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，在褶皺分布地區(qū)常伴有隱伏斷裂發(fā)育。根據(jù)本次地震的震源機(jī)制解可判斷此次發(fā)震構(gòu)造主體為NW向，發(fā)震構(gòu)造為走滑型，與該區(qū)域其余幾次中強震發(fā)震類型完全不同。這也可以解釋在相同區(qū)域震級約高1級，深度減小1半，但地震烈度卻相同，都只存在Ⅵ度區(qū)。采用珙縣地區(qū)的地質(zhì)剖面模型以及Waldhauser et al.(2000)的雙差定位方法，對主震和早期余震進(jìn)行了重新精定位，余震的資料時段為2019年1月3～7日，次數(shù)為579次，震級范圍為ML0.0～4級。從重新定位的結(jié)果來看，珙縣地震的余震呈長軸近NW向的條帶狀分布，絕大多數(shù)余震集中分布在深度8 km范圍內(nèi)，北東向橫切余震區(qū)的剖面A-A′顯示(見圖3)，余震分布在主震深度周圍地帶。根據(jù)余震分布來看，在NE向仍具有一定條帶狀分布的規(guī)律，綜合認(rèn)為本次發(fā)震構(gòu)造為NW向和NE向兩條斷裂發(fā)生破裂，主破裂為NW向，次級破裂為NE向。根據(jù)該區(qū)域過往幾次中強震分析，發(fā)震構(gòu)造均為逆沖斷裂，主應(yīng)力方向為北東—南西向，有利于斷層形成逆沖斷裂。但對于本次地震，長寧背斜顯示為最大主應(yīng)力優(yōu)勢方向為15°～54°，傾角8°～18°，主要是受到斷層走滑派生的 NE 向構(gòu)造應(yīng)力場的影響，并且由于該區(qū)域受到多期構(gòu)造作用的影響，致使節(jié)理發(fā)育較為復(fù)雜。從整體看，NW-SE向存在擠壓作用，這在先期發(fā)育的節(jié)理擦痕面較為多見(唐永等，2018)。因此，本次地震可解釋為由于NW-SE向擠壓作用使NW向斷層破裂，NE向最大主應(yīng)力使NW向斷層破裂加劇，形成本次發(fā)震構(gòu)造主體。在NE向斷層走滑形成本次發(fā)震構(gòu)造的次級破裂。這也可以解釋，為何此次地震與前幾次中強震發(fā)震構(gòu)造機(jī)制不同。

圖3 珙縣余震分布圖

圖4 四川珙縣5.3級地震震中附近地區(qū)1900年至2019年1月5級以上地震分布

據(jù)歷史記載，震區(qū)附近地區(qū)中強震較為活躍，震中100 km范圍內(nèi)1900年至2019年1月發(fā)生5級以上地震16次(含余震)，其中5.0～5.9級地震14次，6.0～6.9級地震1次，7.0～7.9級地震1次。震級最大的為1974年5月11日云南大關(guān)北7.1級地震(見圖4)。根據(jù)歷史地震記錄，1900年至本次地震發(fā)生，在本次地震震中和興文5.7級地震震中45 km范圍內(nèi)，未發(fā)生過5級以上地震。本次地震導(dǎo)致房屋出現(xiàn)裂縫，山體有部分松散巖塊掉落，對道路有一定損壞，但未發(fā)生大規(guī)模的災(zāi)害。該區(qū)域在短時間內(nèi)連續(xù)發(fā)生中強震，說明宜賓地區(qū)可能在穩(wěn)定期后，再次進(jìn)入活躍期，應(yīng)當(dāng)引起關(guān)注。

2017年5月4日珙縣4.9級地震，由于震級小于本次地震，且深度為10 km，所以最高烈度只存在Ⅵ度區(qū)。2018年12月16日興文縣5.7級地震，最高烈度達(dá)到Ⅶ度。而本次地震震級為5.3級，深度5 km，卻只存在Ⅵ度區(qū)。分析其中原因：(1)2017年珙縣4.9級地震，震級相對較小，深度較大，所釋放的能量較低，對地表建筑物破壞較小。(2)2018年興文5.7級地震，由于發(fā)震構(gòu)造不同，應(yīng)力集中釋放，致使巖層深部延續(xù)破裂，對地表破壞較大，震害強于本次地震。(3)從珙縣5.3級地震余震平面分布可以看出，深部釋放的應(yīng)力較為分散，沒有集中于一處爆發(fā)。因此，本次地震震害相對較小。

3 結(jié)論

2019年1月3日發(fā)生在珙縣的5.3級地震，最高地震烈度為Ⅵ度。相較于2017年1月28日筠連4.9級地震和2018年12月16日興文縣5.7級地震，震害較小，經(jīng)濟(jì)損失及破壞程度較小。本次地震的發(fā)震構(gòu)造與前幾次不同，震源機(jī)制解顯示為走滑型，而非逆沖或逆走型；發(fā)震機(jī)理為NW-SE向擠壓作用使NW向斷層破裂，NE向最大主應(yīng)力使NW向斷層破裂加劇，形成本次發(fā)震構(gòu)造主體。在NE向斷層走滑形成本次發(fā)震構(gòu)造的深部次級破裂。四川南部已經(jīng)連續(xù)發(fā)生4次MS≥4.7中強地震，且該區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，存在大量褶皺和斷裂，應(yīng)力條件亦較為復(fù)雜，在進(jìn)入活動期時，發(fā)生地震的幾率較大。