2013年甘肃岷县漳县6.6级地震触发滑坡及其构造分析

许 冲 徐锡伟 郑文俊 闵 伟 任治坤 李志强

1)中国地震局地质研究所，活动构造与火山重点实验室，北京 100029

2)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京 100029

0 引言

据中国地震台网中心(CENC，www.cenc.ac.cn)测定，北京时间2013年7月22日7时45分55秒，甘肃省定西市岷县漳县交界处发生了MS6.6地震，中国地震局公布的名称为“甘肃岷县漳县6.6级地震”(本文简称为岷县漳县地震)，震中位置为34.5°N，104.2°E，震源深度为20km。另据美国地质调查局(USGS，www.usgs.gov)测得震中位置为 34.499°N，104.243°E，震源深度为9.8km，震级为MW5.9。截至7月23日20时40分，本次地震共造成了95人遇难，1366人受伤，导致1.79万户6.97万间房屋倒塌，4.04万户12.43万间房屋严重损坏，8.24万户26.92万间房屋一般损坏，共造成定西、陇南、天水、白银、临夏、甘南6个市(州)的33个县(区)、491 个乡(镇)、78.01 万人受灾(中国地震局官方网站，www.cea.gov.cn)。在山区，强烈地震往往导致大量滑坡的发生(Keefer，1984;许冲等，2013a)，并且常常造成严重的经济损失与人员伤亡。如最近几年的事件包括2013年四川芦山MS7.0地震触发了大量滑坡(许冲等，2013b;许冲等，2013;陈晓利等，2013);2008年汶川MS8.0地震触发了近20万处滑坡(Xu et al.，2013a，2013b;);2010年玉树地震MS7.1地震触发了超过2 000处滑坡(许冲等，2012，2013b;Xu et al.，2013c)。发生在国外的触发大量滑坡的震例包括2010年海地太子港MW7.0地震(Xu et al.，2012a;Gorum et al.，2013);2005 年 kashmir MW7.6 地震(Sato et al.，2007)，2004年日本Mid-Niigata 6.8级地震(Yamagishi et al.，2007)，1994年 Northridge MW6.7地震(Harp et al.，1996)等。通过地震区应急快速考察获得的地震滑坡的第一手信息，可以了解地震滑坡导致的人员伤亡情况，重要场地、公路与铁路、基础设置、居民房屋等的损毁情况，对于后续基于遥感影像的地震滑坡详细解译、地震滑坡空间分布规律研究、防灾减灾等工作均具有重要意义。根据野外考察结果，结合震区震后高分辨率影像分析，还可以了解地震滑坡的主体分布范围，进而作为从地震与构造方面分析地震滑坡的证据与参考。

本文在2013年岷县漳县MS6.6地震背景下，首先介绍了岷县漳县地震滑坡的野外考察情况与分类情况。结合野外实地调查与震后高分辨率影像分析的方法，大概框定了本次地震触发滑坡的主体发生区域，并根据地震滑坡的发育情况分析了与本次地震相关的地震构造性质。

1 岷县漳县地震构造背景

1.1 岷县漳县地震情况

中国地震局地质研究所徐锡伟和于贵华在震后较短的时间内制作的“甘肃省定西市6.6级地震地震构造图”(www.eq-igl.ac.cn/admin/upload/files/dizhen2.pdf)，表明了此次地震发生在临潭－宕昌断裂附近。临潭－宕昌断裂带为一条规模较大的晚更新世—全新世有过活动的断裂带，位于东昆仑断裂带与西秦岭北缘断裂带这2条大型左旋走滑断裂带之间。不同段落的活动差异性明显，且每个段落内呈现出活动的不均匀性，通过多条次级断裂实现构造转换，而临潭－宕昌断裂是其中的一条，这些断裂多呈现出向NE突出的弧形，是在继承原有挤压逆冲构造形迹的基础上逐步发展演化而来的，新活动的特征是具有逆冲左旋走滑的性质(郑文俊等，2007a，b)。据国家地震科学数据共享中心(http:∥data.earthquake.cn/data/)的中国地震台网统一地震目录，查询得到截至2013年7月28日，共发生了余震300多次，其中5.0～5.9级1次;4.0～4.9级3次;3.0～3.9级19次。图1为2013年岷县漳县地震区域构造图。

1.2 岷县漳县地震区历史与近代地震及其相关滑坡

依据《中国近代地震目录(公元1912年—1990年MS≥4.7)》与《中国历史强震目录(公元前23世纪—公元1911年)》得到研究区1973年之前的历史地震(国家地震局震害防御司，1995;中国地震局震害防御司，1999);通过美国地质调查局(USGS，www.usgs.gov)的地震编目数据库获得到研究区1973年及之后的地震滑坡编目，结果见图1与表1。在研究区记载到M≥4.7的历史地震19次，其中M≥7.0地震1次，为公元143年10月的地震，其发震构造为西秦岭断裂北缘。研究区也有多次地震滑坡的记载，如《汉书》卷九《元帝纪》中记载的公元前47年4月17日，甘肃陇西一带级地震，地震滑坡记载为“山崩地裂，水泉涌出”;《后汉书·五行志》中记载的143年10月甘肃甘谷西地震的滑坡为“山谷坼裂，坏败城寺，压死人”;1921年2月15的甘肃武山5.0级地震导致了“西乡广武坡土山崩裂，压没民房30余间，民地890亩，坍塌大路1000余丈，行旅顿阻”;1961年10月1日甘肃岷县东5.7级地震导致了“山岩崩落，道路受阻”;1962年12月11日甘肃甘谷西北5级地震的滑坡记载为“有较大的滑坡和土崖崩，土崖普遍崩塌”(国家地震局震害防御司，1995;中国地震局震害防御司，1999;袁道阳等，2007)。2003年11月13日的甘肃岷县MS5.2地震也造成了一些崩塌、滑坡灾害(郑文俊等，2005)。

图1 2013年岷县漳县地震区域构造图Fig.1 Regional tectonic setting of the 2013 Minxian-Zhangxian earthquake.

表1 研究区历史地震记录Table 1 Historical earthquake records of the Minxian-Zhangxian earthquake struck area

2 岷县漳县地震触发滑坡

岷县漳县地震触发了大量的滑坡，除了受地震主震触发的原因之外，还主要包括如下几个方面的因素:1)地震区位于甘肃南部的西秦岭山区，覆盖较厚的松散黄土层，地形比较陡峻，属于滑坡、泥石流等地质灾害易发区与多发区;2)震区地震前后降雨较多，从6月21日15点左右至7月22日凌晨4点左右，震前连续约12h的中强阵雨，弱化了黄土斜坡的结构面强度，地震后从6月27日至7月27日这一个月的降雨量高达100～200mm(国家气候中心网站，http:∥ncc.cma.gov.cn/cn/);3)地震后不到2h发生了5.6级的强余震，造成了灾害的叠加。根据野外考察结果，将岷县漳县地震滑坡分为黄土崖崩、滑、倾破坏、深层连贯型土质滑坡、大型土质崩滑与流滑、斜坡裂缝等类型。其中，最常见的类型为小型黄土崖崩与崖滑。

2.1 黄土崖崩、滑、倾破坏

黄土崖崩、滑、倾破坏是震区最常见的滑坡形式，这类滑坡规模较小，数量难以统计，常常发育在公路两侧、梯田、民房周围的自然形成或者人工形成的小型黄土陡崖上。尽管其方量不大，但是常发育在人类活动范围之内，因而会造成一定的危害，主要包括堵塞公路、破坏民房、破坏电缆或者管线基础设施等。图2展示了一组黄土崖崩、滑、倾破坏的滑坡照片，根据这些滑坡物质在失稳时候的崩塌、滑动或者弯折倾倒等运动方式，将其分为崩、滑、倾3种类型。其中，图2a与2b为黄土崖崩照片，图2a中的滑坡物质堆积在坡脚部位，位于道路的一侧;图2b为黄土崖顶部物质崩塌堆积到了崖脚部位。图2c与2d为2个黄土崖滑的例子，图2c的黄土崖滑型滑坡与地震作用一起导致了房屋的倒塌与破坏，图2d的滑坡物质堆积到沟谷内，两者均形成了较平整与陡峭的后壁，这些陡峭的后壁在后续的强余震或者强降雨的作用下有可能再次发生滑动。

2.2 深层连贯型土质滑坡

地震还触发了一些深层连贯型土质滑坡(图3)，图3a为发生在堡子乡的一处深层山体滑坡。通过当地群众了解到，该滑坡并非主震触发，而是由余震所触发。该滑坡掩埋了山下12户122间民房，由于人员疏散及时，造成了2人遇难。图3b为另一处深层连贯型土质滑坡的局部照片。这一类型滑坡的特点是滑坡坡体厚，具有连续的滑坡面，滑坡物质坡体结构破坏程度较其他破坏型滑坡浅，可以看出图中坡体上植被都没有被完全破坏，展示了滑坡物质运动过程中的连贯性与一致性。

2.3 大型土质流滑

在梅川镇永光村，地震触发了2处大型的灾难性土质流滑型滑坡(图4)，图4a为来自国家测绘地理信息局甘肃省测绘地理信息局于地震当天拍摄的航片，分辨率高达5cm。这2处滑坡分别命名为“永光村1#滑坡”与“永光村2#滑坡”，据甘肃省测绘地理信息局根据航片量测得到1#滑坡面积约4.2×104m2，2#滑坡面积约3.3×104m2，2处滑坡将永光村4社瞬间夷为废墟，至少造成了12人遇难。其中永光村1#滑坡的最长水平运动距离达1.1km，其中滑坡主体区域水平长度约350m(图4b)，然后一些滑坡物质沿着坡比并不大的沟谷运动了约750m，滑坡物质含水量接近液限，在运动过程中表现出了强烈的流动特征(图4c)。图4d为永光村2#滑坡的远景，其运动特征与1#号滑坡主滑区一致。这2处大型土质流滑是震区发现的惟一的2处此类型的滑坡。

图2 地震触发的黄土崖崩、滑、倾破坏Fig.2 Falls，slides，and topples on slopes triggered by the earthquake.

2.4 斜坡裂缝

在地震区，斜坡后缘多见受地震与重力综合影响的拉张裂缝(图5)。这些斜坡在地震时没有明显的滑动，然而地震裂缝却表明了坡体发生了一定程度的破坏。这些发育着裂缝的斜坡在降雨条件下极有可能发生滑动，形成更严重的次生灾害。图5a为道路上发育的密集的裂缝，在后期降雨的条件下该公路极有可能遭到破坏;图5b为一处斜坡梯田上发育的裂缝。需要在地震区的一些重要场地的周围斜坡上开展类似地震裂缝的调查，设置相应的警示标志，以预防再次发生的滑坡造成灾害。

图3 2个连贯型土质滑坡Fig.3 Two soil deep-seated landslides.

图4 地震触发的梅川镇永光村1#与2#滑坡Fig.4 The Yongguangcun 1#and 2#landslides in Meichuan Town triggered by the earthquake.

图5 震区发育的地震斜坡裂缝Fig.5 Slope fissures triggered by the earthquake.

3 岷县漳县地震滑坡分布范围构造分析

根据跨震区几个线路的考察与滑坡野外定点结果，基于高分辨率Pleiades遥感影像(多光谱数据的分辨率为2m，全色数据的分辨率为0.5m)滑坡判识，框定出了大概的滑坡主体分布区域(图6)。该区域呈长条形，面积约250km2，区域长轴走向大概为NWW向，长度约40km，最大宽度约8km。该区域大概以“堡子乡—中寨镇—川都—茶固滩—马家沟—文斗—车路—永光—永兴—拉路—禾驮乡”一线为中心。宽度大概以茶固滩为界，“堡子乡—茶固滩”之间的区域宽度一般5～6km，而“茶固滩—禾驮乡”之间区域的宽度约7～8km。

该区域内的滑坡分布具有如下特点:1)滑坡往往密集发育，常常连片堵塞公路;2)大型或中型滑坡均发生在该区域内，如永光村1#与2#滑坡、堡子乡滑坡等;3)区域的长轴走向与地震发震构造走向一致，这表明了发震构造对地震滑坡发生与空间分布起控制作用;4)东南部分(“茶固滩—禾驮乡”)较西北部分(“堡子乡—茶固滩”)的滑坡发育严重，这可能是对地下断层倾角的一种反映，“茶固滩—禾驮乡”对应段落的断层倾角要比“堡子乡—茶固滩”对应段落的断层倾角缓。

该地震的主震位于该区域的东南部位，表明了该地震破裂方向是从SEE向NWW向发展的(中国地震局地球物理研究所网站，www.cea-igp.ac.cn/tpxw/267408.shtml)，这与地震震源机制解结果也是一致的。且随着破裂的扩展，地震波能量逐步衰减，滑坡发育程度也相应减弱，造成了如此的地震滑坡分布样式。这样的现象与2008年汶川地震触发滑坡空间分布样式类似(Xu et al.，2013a)，只是没有汶川地震滑坡典型。汶川地震滑坡的主体分布区域是一个大概以同震地表破裂为中心的条带，且不同段落的滑坡分布差异相当显著。这次岷县漳县地震触发的滑坡也呈现出与发震构造走向一致的趋势，且在沿着发震构造的方向上发育程度不同，反映着不同段落发震构造特征的差异。

图6 岷县漳县地震滑坡主体分布区位置图Fig.6 The main distribution area of landslides triggered by the earthquake.CENC为中国地震台网中心

不能忽视的一点是，与以往的震例，如2008年汶川地震和2010年玉树地震等其他地震事件的一个显著不一致的情况是，本次地震触发滑坡的主体分布区与临潭－宕昌断裂在空间地理位置上并不匹配，两者中间约有10km的差距。分析产生这样现象的原因可能有2个:第1种解释是发震构造是临潭－宕昌断裂，但是地震未能在地表形成地表破裂，其倾向为NE，因此地震时的形变与能量多被震中附近的区域所吸收，从而造成了这一区域内的地震灾害最严重，地震滑坡最发育，而在临潭－宕昌断裂出露的位置并没有释放太多的能量，因此地震灾害较轻，地震滑坡不发育;第2种解释，发震构造不是临潭－宕昌断裂，而是其北侧的一条分支，据该区域更详细的活动构造分析表明，这一区域内存在多条临潭－宕昌断裂的分支断裂(郑文俊等，2013)，发震构造可能是其中的某一条。这一现象更确切可靠的原因还需要更多将来的区域内地震地质与活动构造研究成果来辅助分析。

4 结论

2013年岷县漳县MS6.6地震触发滑坡多种多样，以黄土崖崩、滑、倾为主，还包括了深层连贯型土质滑坡，大型土质流滑、斜坡裂缝破坏等类型。

地震滑坡主要分布区呈长条形，面积约250km2。长轴走向大概为NWW向，长度约40km，最大宽度约8km。该区域大概以“堡子乡—中寨镇—川都—茶固滩—马家沟—文斗—车路—永光—永兴—拉路—禾驮乡”一线为中心。宽度大概以茶固滩为界，“堡子乡—茶固滩”之间的区域宽度一般5～6km，而“茶固滩—禾驮乡”之间区域的宽度7～8km。这表明了不同构造断裂对应的滑坡发育程度不同。地震滑坡主体分布区与震中的位置反映了地震破裂是从SEE向NWW发展。

本次地震触发滑坡的主体分布区与临潭－宕昌断裂在空间地理位置上并不匹配，两者中间约有10km的差距。分析其原因可能有2种可能:1)发震断裂是临潭－宕昌断裂，其倾向为NE，地震未能在临潭－宕昌断裂出露位置形成地表破裂，地震时的形变与能量多被震中附近的区域，即该滑坡主体分布区域所吸收，因此造成了这一区域内地震滑坡发育;2)发震断裂可能是临潭－宕昌断裂NE侧的一条位于该区域内的分支断裂。

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