5.12汶川大地震触发地质灾害的断层效应分析

2013-01-28彭王星

资源节约与环保 2013年8期

彭王星

(贵州省地质环境监测院贵州贵阳 550004)

在2008年5月的时候，我国四川省汶川县映秀镇发生了里氏8.0级的大地震，这次地震引发了青藏高原的龙门山断裂带之中央断裂和前山断裂向东北方向迅速破裂；并且因为汶川大地震具有较高的震级、较大的释放能量、较强的破坏力以及较广的波及面等特点，再加上地震的发生地，也就是四川盆地本身的地质环境就比较的脆弱，所以就引发了数以万计的崩塌滑坡地质灾害，这些地质灾害不仅仅具有数量较多的特点，同时还具有较广的分布范围、复杂的类型、巨大的破坏程度等特点。

通过研究以往发生的地震我们发现，地震震级大于里氏4.0级的时候，就会引发一系列的地质灾害，比如崩塌滑坡等。如果地震是发生在地质环境本身就很脆弱的地区，那么就会引发数以万计的地质灾害，同时，这些崩塌滑坡等地质灾害的分布范围也将变得非常广泛，这些崩塌滑坡对人们所造成的破坏程度也不容小觑，甚至可以占到整个地震给人们造成生命损失的百分之四十还多，因此需要引起人们广泛的重视。

1 典型研究区

本文选取了几个比较典型的研究区，都是处于汶川地震地质灾害的强发育区，也就是发震断层映秀到北川断层的两端和中央位置。

都江堰到汶川路研究区：都江堰到汶川路研究区属于国道213线，全长大概90千米，汶川大地震导致这个路段出现了大量的崩塌和滑坡灾害，严重影响了救援工作的进行。经过研究，本路段大多都是岩浆岩，映秀到北川到断层是从下端通过了研究区，而茂——汶断裂层则是沿着岷江从上端通过了研究区，与震中的距离大约有10千米。通过研究震后航空影像可以发现，公路沿线一共有三百多个地质灾害点，一共有25千米左右的道路被地质灾害破坏掉，大部分都是被冲毁或者掩埋。

北川到安县研究区：北川到安县研究区是在北川、安县、绵竹以及茂县的交界处，和震中的距离大约有110千米左右，这个研究区受到地震的破坏比较严重，而且属于典型的地震触发地质灾害，象汶川大地震的最大滑坡安县大光包滑坡，第二大滑坡绵竹文家沟滑坡以及唐家山堰塞湖滑坡等，都是在北川到安县研究区内发生的。这个区域的总面积将近3000平方千米，地质构造主要包括板岩、砂岩、千枚岩、碳酸盐岩以及砂浆岩等。同样的，研究过遥感影像之后，可以看清楚本研究区内的地质灾害具体情况。

2 地质灾害的断层效应分析

上/下盘效应：上/下盘效应最先研究的是美国的两位学者，他们观察了美国加利福尼亚州的地震记录以及其他的逆断层型地震记录，发现了断层上盘的加速度峰值系统地要比下盘的加速度峰值略高；我国的学者研究了台湾的地震记录，证明了上/下盘效应的存在，并且发现了加速度峰值上存在着下盘衰减较快而上盘衰减较慢的现象。汶川大地震从震源机制解和地震波谱来看，属于逆冲兼有右旋走滑运动的破裂方式，并且从地震地质的角度上来分析，也可以证明存在着上/下盘效应。在汶川大地震的灾区，可以看到很多下盘房屋损毁较轻而上盘房屋完全倒塌的现象；特别是统计和分析以上两个典型研究区的地震灾害之后，就可以更加直观的看到这个效应。

距离效应：通过两个典型研究区的数据来看，可以发现这个特点，那就是本次地震触发的地质灾害距离发震断层越近，那么地质灾害分布的密度就越大，反之，地震灾害分布的密度就越小。如果再深入一些研究的话，还可以发现这些规律：如果地质灾害距离发震断层是在同一个距离之内，受上/下盘效应的影响，可以得知下盘地质灾害的发育密度要明显低于上盘；另外，在以往的资料中，断层上盘的10千米范围以内属于地质灾害的强发育区，但是通过实地的调查以及具体的研究可以得知，将地质灾害的强发育区归纳入断层上盘的7千米以内；并且通过研究还可以发现，发震断层控制着大型滑坡的分布，大型滑坡触发的决定因素就是地震波对破体的强烈冲击；地震波对坡体的作用也受到与发震断层距离远近的影响，离发震断层越远，地震波对坡体的作用就越小，这样触发大型滑坡的机率。

拐点及错列部位效应：通过一系列的资料研究以及野外调查，我们可以发现地震区的所有转折和错列部位都属于地震地质灾害的强发育区。这主要是因为，断裂的转折和错列部位在断层整体错动的作用下，会发生更深的剪断和破裂的现象，从而将更多的能量释放出来，甚至局部还会出现一些强烈的震动等现象，这样就形成了次级震源，在这个部位也容易发生一些地质灾害。

方向效应：地形条件也往往控制着滑坡崩塌等地质灾害的滑动方向，以龙门山为例，龙门山两侧的水系是垂直龙门山走向以及龙门山断裂带发育，所以，在一般情况下，滑坡应该是平行于龙门山走向和断层走向方向滑动，也就是东北到西南走向。根据相关的研究表明，滑坡的滑动方向不仅仅是受到地形条件的控制作用，还受到强震地震波在垂直断层方向的传播的控制作用；因为地震波在垂直断层方向有着很大的强度，因此，坡体的震裂和抛出就会沿着这个方向；同时，还可以得出这样一个结论，地震波和地面运动的强度具有很强的方向性，并且垂直断层的方向地震波和地面运动是最强的。