2013年甘肅岷縣－漳縣6.6級(jí)地震烈度異常點(diǎn)分布及成因

陳正位 土登次仁 閆小兵

1)中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所，北京市復(fù)興路63號(hào) 100036

2)西藏自治區(qū)地震局，拉薩 850000

3)山西省地震局，太原 030021

0 引言

2013年7月22日發(fā)生在甘肅岷縣-漳縣間的MS6.6地震，震中位于34.5°N、104.2°E(CENC，http://www.csndmc.ac.cn)，震源深度約20km。據(jù)中國(guó)地震局公布的烈度等值線圖(http://www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/464/478/20130724133721239856586/index.html)顯示，Ⅵ～Ⅷ度區(qū)是一個(gè)長(zhǎng)軸為北西西向的橢圓，與臨潭-宕昌斷裂帶東段走向基本一致。本次地震的發(fā)震構(gòu)造是臨潭-宕昌斷裂帶東段(鄭文俊等，2013)，該段是由多條平行和斜接的次級(jí)斷層組成的斷裂帶，局部寬度超過10km(袁道陽，2003;袁道陽等，2004;鄭文俊等，2005、2013)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)考察，本次地震沒有發(fā)現(xiàn)地震地表破裂，但各種類型的震害分布很廣，因此，考察研究宏觀地震震害是研究本次地震成因機(jī)理的關(guān)鍵。

作者在宕昌縣現(xiàn)場(chǎng)考察中發(fā)現(xiàn)了一些高于等震線內(nèi)烈度的異常烈度點(diǎn)，本文通過考察分析這些震害異常，并在遙感解譯臨潭-宕昌斷裂帶的基礎(chǔ)上，分析了這些烈度異常點(diǎn)的成因及其與斷裂活動(dòng)的關(guān)系。

1 地震構(gòu)造背景

這次地震位于青藏高原東北部的甘東南地區(qū)，是我國(guó)構(gòu)造分區(qū)中南北與東西構(gòu)造分區(qū)的交匯部位(張國(guó)偉等，1995、1996、2001;姜春發(fā)等，2000;袁道陽等，2004;李傳友，2005)。該地區(qū)兩條主要的邊界控制斷裂分別為東昆侖斷裂和西秦嶺北緣斷裂(圖1(a))。由于青藏高原的北東向擠壓作用，這兩大邊界斷裂之間展布了多條弧形逆沖斷裂，這些斷裂兼具有左旋走滑性質(zhì)，形成了從東昆侖斷裂向西秦嶺北緣斷裂逐漸轉(zhuǎn)換過渡的“V”字型復(fù)雜構(gòu)造系統(tǒng)(圖1(b))，共同轉(zhuǎn)換和吸收兩大邊界斷裂之間滑動(dòng)速率的不一致部分(袁道陽，2003;袁道陽等，2004;鄭文俊等，2005、2007a、2007b;Zhang et al，2004;Wang et al，2012;俞晶星等，2012)，是該地區(qū)新構(gòu)造變形強(qiáng)烈、地震活動(dòng)頻繁的主要原因。

臨潭-宕昌斷裂(F7，圖1(b))是這一復(fù)雜弧形構(gòu)造系統(tǒng)中的一條，也是由多條次級(jí)斷裂組成的兼具左旋走滑性質(zhì)的逆沖斷裂。根據(jù)其活動(dòng)性和幾何結(jié)構(gòu)的差異可分為3段，其中段和東段北側(cè)分支在第四紀(jì)晚期有新活動(dòng)(鄭文俊等，2005、2013)。沿該斷裂帶，曾經(jīng)發(fā)生過1573年岷縣級(jí)地震、1837年岷縣北6級(jí)地震、842年碌曲6～7級(jí)地震，同時(shí)該斷裂帶上現(xiàn)代中強(qiáng)地震頻繁發(fā)生，地震活動(dòng)比較活躍。本次地震發(fā)生在該斷裂帶東段。

2 宕昌縣異常震害點(diǎn)

本次地震發(fā)生在岷縣-漳縣交界部位的洮河中上游地區(qū)的中高山區(qū)，極震區(qū)主要房屋為民用住宅，以土木結(jié)構(gòu)為主。極震區(qū)為Ⅷ度區(qū)，呈北西向的橢圓形。極震區(qū)主要震害是黃土滑坡和崩塌(許沖等，2013)。Ⅶ度區(qū)也呈北西向的橢圓形區(qū)域，南部到達(dá)宏昌縣的牛家莊。Ⅵ度區(qū)向南延伸至宕昌縣的竹院鄉(xiāng)。作者對(duì)宕昌縣境內(nèi)的嚴(yán)重災(zāi)害進(jìn)行了全面考察，發(fā)現(xiàn)了一些烈度異常點(diǎn)。

在本次地震的Ⅶ度區(qū)內(nèi)，有一些烈度達(dá)到Ⅷ度的異常點(diǎn)(圖1(b))，如隆家寺堡子村、上下街村、大舍村、牛家莊(圖2(a)～(d))。隆家寺堡子村、大舍村和牛家莊位于山坡上，房屋以土木結(jié)構(gòu)為主，普遍有墻體倒塌，部分坍塌。上下街村位于河流階地上，房屋以土木結(jié)構(gòu)為主，普遍有墻體倒塌。

本次地震的Ⅵ度區(qū)內(nèi)有一些烈度達(dá)到Ⅶ度的異常點(diǎn)(圖1(b))。其中，簸箕村、青崗村、坡里村、陽坡村、陽山村(圖2(e)～(h))都位于山坡上，房屋以土木結(jié)構(gòu)為主，普遍有墻體開裂，部分墻體倒塌，個(gè)別房屋倒毀。竹院鄉(xiāng)發(fā)育一個(gè)地震滑坡(圖2(i))，長(zhǎng)約200m，高約100m。

3 斷裂活動(dòng)性的遙感研究

圖1 活動(dòng)斷裂及地震烈度分布圖

由于臨潭-宕昌斷裂岷縣以南段缺乏資料，斷裂的最新活動(dòng)特征不清楚，因此，本次工作根據(jù)1∶5萬地形圖數(shù)字化生成的10m的DEM和由WordView圖像生成的5m的DEM，對(duì)岷縣至宕昌縣竹院段進(jìn)行了遙感解譯。臨潭-宕昌斷裂由主斷裂和多條次級(jí)斷裂組成，主斷裂沿岷縣北、牛家莊、陽坡、竹院一線分布，沿?cái)嗔?，?fù)地形呈線型分布，沖溝和山脊被左旋位錯(cuò)。次級(jí)斷裂主要分布在岷縣以東，本次地震的宏觀震中附近，多條次級(jí)斷裂左旋位錯(cuò)，晚第四紀(jì)活動(dòng)性明顯。岷縣以東，以宏觀震中以東的寨子為例(如圖3)，斷層錯(cuò)動(dòng)了山脊和水系，表現(xiàn)為明顯的逆斷裂兼具左旋走滑的性質(zhì)。斷裂Fm1最大水系左旋位移為155m，最大山脊垂直位移68m;斷裂Fm2最大水系左旋位移為126m，最大山脊垂直位移81m。斷裂Fm3水平位移不明顯，最大山脊垂直位移87m;斷裂Fm4水平位移不明顯，最大山脊垂直位移23m?？傮w上看，岷縣附近斷裂的水平位移大于垂直位移。岷縣以南，以宕昌縣竹院為例(如圖4)，斷裂最大水系左旋位移為190m，山脊垂直位移不明顯。自岷縣至宕昌南，臨潭-宕昌斷裂次級(jí)斷裂減少，斷裂由左旋走滑兼具逆沖性質(zhì)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐宰笮呋瑸橹?，斷裂斷錯(cuò)了山脊，使水系左旋位移，晚第四紀(jì)以來仍然有明顯活動(dòng)。

4 烈度異常點(diǎn)形成的機(jī)理分析

這些烈度異常點(diǎn)都沿臨潭-宕昌斷裂的主斷裂分布，除牛家村和陽坡村外，其他異常點(diǎn)都分布在斷裂的上盤。另外，這些異常點(diǎn)與斷裂的距離都在2km范圍之內(nèi)，在斷裂附近形成寬度約2km的一個(gè)狹窄的異常震害條帶。未在地表發(fā)現(xiàn)本次地震造成的破裂，但野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)沿?cái)嗔褞纬闪艘幌盗械幕潞捅浪?許沖等，2013)，作者在宕昌縣境內(nèi)也發(fā)現(xiàn)沿?cái)嗔褞Оl(fā)育一系列地震滑坡。岷縣以南，臨潭-宕昌斷裂以左旋走滑為主，因此地震造成的強(qiáng)震動(dòng)主要沿?cái)嗔褌鞑?，而在斷裂兩?cè)快速衰減，形成沿?cái)嗔褞Х植嫉莫M窄烈度異常條帶。在現(xiàn)場(chǎng)考察中，發(fā)現(xiàn)這些災(zāi)害異常點(diǎn)大多分布在山坡上，地基土層以含礫粘土和粉砂為主，并且富含水，這種地基在強(qiáng)震動(dòng)下容易引發(fā)地基失效，造成災(zāi)害。由此看來，由于臨潭-宕昌斷裂在岷縣以南以走滑運(yùn)動(dòng)為主，本次地震的強(qiáng)震動(dòng)在岷縣以南主要沿?cái)嗔褌鞑ィ瑫r(shí)，斷裂活動(dòng)使地基條件很差，容易發(fā)生地基失效，是形成這些烈度異常點(diǎn)的主要原因。

圖2 岷縣-漳縣地震震害異常點(diǎn)圖(異常點(diǎn)位置見圖1(b))

圖3 岷縣北斷裂解譯圖(具體位置見圖1)

圖4 竹院南斷裂解譯圖(具體位置見圖1)

5 結(jié)論

遙感解譯表明，臨潭-宕昌斷裂在岷縣東發(fā)育有多條次級(jí)斷裂，斷裂性質(zhì)為左旋走滑兼具有逆沖性質(zhì);岷縣以南，斷裂性質(zhì)以左旋走滑為主。

本次地震在Ⅶ度區(qū)內(nèi)形成Ⅷ度的異常點(diǎn)，在Ⅵ度區(qū)內(nèi)形成Ⅶ度的異常點(diǎn)，這些異常點(diǎn)沿臨潭-宕昌斷裂附近約2km的范圍內(nèi)展布，主要分布在斷層的上盤。

分析表明，由于臨潭-宕昌斷裂在岷縣以南以走滑運(yùn)動(dòng)為主，強(qiáng)震動(dòng)在岷縣以南沿?cái)嗔褌鞑ィ瑫r(shí)由于斷裂活動(dòng)形成軟弱地基，強(qiáng)震動(dòng)引起地基失效形成烈度異常，使得烈度異常點(diǎn)分布在斷裂附近2km的狹窄范圍內(nèi)。