5.12汶川大地震觸發地質災害的斷層效應分析

彭王星

(貴州省地質環境監測院 貴州貴陽 550004)

在2008年5月的時候，我國四川省汶川縣映秀鎮發生了里氏8.0級的大地震，這次地震引發了青藏高原的龍門山斷裂帶之中央斷裂和前山斷裂向東北方向迅速破裂；并且因為汶川大地震具有較高的震級、較大的釋放能量、較強的破壞力以及較廣的波及面等特點，再加上地震的發生地，也就是四川盆地本身的地質環境就比較的脆弱，所以就引發了數以萬計的崩塌滑坡地質災害，這些地質災害不僅僅具有數量較多的特點，同時還具有較廣的分布范圍、復雜的類型、巨大的破壞程度等特點。

通過研究以往發生的地震我們發現，地震震級大于里氏4.0級的時候，就會引發一系列的地質災害，比如崩塌滑坡等。如果地震是發生在地質環境本身就很脆弱的地區，那么就會引發數以萬計的地質災害，同時，這些崩塌滑坡等地質災害的分布范圍也將變得非常廣泛，這些崩塌滑坡對人們所造成的破壞程度也不容小覷，甚至可以占到整個地震給人們造成生命損失的百分之四十還多，因此需要引起人們廣泛的重視。

1 典型研究區

本文選取了幾個比較典型的研究區，都是處于汶川地震地質災害的強發育區，也就是發震斷層映秀到北川斷層的兩端和中央位置。

都江堰到汶川路研究區：都江堰到汶川路研究區屬于國道213線，全長大概90千米，汶川大地震導致這個路段出現了大量的崩塌和滑坡災害，嚴重影響了救援工作的進行。經過研究，本路段大多都是巖漿巖，映秀到北川到斷層是從下端通過了研究區，而茂——汶斷裂層則是沿著岷江從上端通過了研究區，與震中的距離大約有10千米。通過研究震后航空影像可以發現，公路沿線一共有三百多個地質災害點，一共有25千米左右的道路被地質災害破壞掉，大部分都是被沖毀或者掩埋。

北川到安縣研究區：北川到安縣研究區是在北川、安縣、綿竹以及茂縣的交界處，和震中的距離大約有110千米左右，這個研究區受到地震的破壞比較嚴重，而且屬于典型的地震觸發地質災害，象汶川大地震的最大滑坡安縣大光包滑坡，第二大滑坡綿竹文家溝滑坡以及唐家山堰塞湖滑坡等，都是在北川到安縣研究區內發生的。這個區域的總面積將近3000平方千米，地質構造主要包括板巖、砂巖、千枚巖、碳酸鹽巖以及砂漿巖等。同樣的，研究過遙感影像之后，可以看清楚本研究區內的地質災害具體情況。

2 地質災害的斷層效應分析

上/下盤效應：上/下盤效應最先研究的是美國的兩位學者，他們觀察了美國加利福尼亞州的地震記錄以及其他的逆斷層型地震記錄，發現了斷層上盤的加速度峰值系統地要比下盤的加速度峰值略高；我國的學者研究了臺灣的地震記錄，證明了上/下盤效應的存在，并且發現了加速度峰值上存在著下盤衰減較快而上盤衰減較慢的現象。汶川大地震從震源機制解和地震波譜來看，屬于逆沖兼有右旋走滑運動的破裂方式，并且從地震地質的角度上來分析，也可以證明存在著上/下盤效應。在汶川大地震的災區，可以看到很多下盤房屋損毀較輕而上盤房屋完全倒塌的現象；特別是統計和分析以上兩個典型研究區的地震災害之后，就可以更加直觀的看到這個效應。

距離效應：通過兩個典型研究區的數據來看，可以發現這個特點，那就是本次地震觸發的地質災害距離發震斷層越近，那么地質災害分布的密度就越大，反之，地震災害分布的密度就越小。如果再深入一些研究的話，還可以發現這些規律：如果地質災害距離發震斷層是在同一個距離之內，受上/下盤效應的影響，可以得知下盤地質災害的發育密度要明顯低于上盤；另外，在以往的資料中，斷層上盤的10千米范圍以內屬于地質災害的強發育區，但是通過實地的調查以及具體的研究可以得知，將地質災害的強發育區歸納入斷層上盤的7千米以內；并且通過研究還可以發現，發震斷層控制著大型滑坡的分布，大型滑坡觸發的決定因素就是地震波對破體的強烈沖擊；地震波對坡體的作用也受到與發震斷層距離遠近的影響，離發震斷層越遠，地震波對坡體的作用就越小，這樣觸發大型滑坡的機率。

拐點及錯列部位效應：通過一系列的資料研究以及野外調查，我們可以發現地震區的所有轉折和錯列部位都屬于地震地質災害的強發育區。這主要是因為，斷裂的轉折和錯列部位在斷層整體錯動的作用下，會發生更深的剪斷和破裂的現象，從而將更多的能量釋放出來，甚至局部還會出現一些強烈的震動等現象，這樣就形成了次級震源，在這個部位也容易發生一些地質災害。

方向效應：地形條件也往往控制著滑坡崩塌等地質災害的滑動方向，以龍門山為例，龍門山兩側的水系是垂直龍門山走向以及龍門山斷裂帶發育，所以，在一般情況下，滑坡應該是平行于龍門山走向和斷層走向方向滑動，也就是東北到西南走向。根據相關的研究表明，滑坡的滑動方向不僅僅是受到地形條件的控制作用，還受到強震地震波在垂直斷層方向的傳播的控制作用；因為地震波在垂直斷層方向有著很大的強度，因此，坡體的震裂和拋出就會沿著這個方向；同時，還可以得出這樣一個結論，地震波和地面運動的強度具有很強的方向性，并且垂直斷層的方向地震波和地面運動是最強的。

3 結語

本文簡要敘述了汶川大地震的基本情況，然后對幾個震區的典型區域進行了研究，重點分析了地震災害的斷層效應，希望可以提供一些有價值的參考意見。

[1]黃潤秋，李為樂.汶川大地震觸發地質災害的斷層效應分析[J].工程地質學報，2009，2（1）：123-124.

[2]蔡國軍，黃潤秋，嚴明，龔滿福.反傾向邊坡開挖變形破裂響應的物理模擬研究[J].巖石力學與工程學報，2008,2（4）：145-146.

[3]梁京濤.遙感和GIS在汶川地震災區地質災害調查與評價中的應用研究[J].成都理工大學，2009,2（1）：12-15.