1815年山西平陸地震極震區(qū)崩塌滑坡地震災(zāi)害成因淺析

劉艷春

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站，山西 太原 030025)

?

·地震地質(zhì)·

1815年山西平陸地震極震區(qū)崩塌滑坡地震災(zāi)害成因淺析

劉艷春1，2

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站，山西 太原 030025)

極震區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害；地震崩塌滑坡

0 引言

地震次生的地質(zhì)災(zāi)害是指由地震活動引起的地質(zhì)災(zāi)害。包括地震中直接導(dǎo)致的次生災(zāi)害和地震以后相當(dāng)一段時期內(nèi)發(fā)生的次生災(zāi)害，主要包括崩塌、滑坡、地面形變、噴沙冒水、砂土液化、泥石流、洪水等[1]。地震次生的地質(zhì)災(zāi)害增強了地震災(zāi)害的破壞效應(yīng)[2]，加重?fù)p失程度，是地震災(zāi)害研究的重要組成部分。以1815年山西平陸發(fā)生的6級強烈地震為例，試從地形地貌和地震構(gòu)造兩方面分析該次地震崩塌滑坡次生災(zāi)害的形成條件及發(fā)生特征。

1 地震概況和極震區(qū)地震災(zāi)害記錄

清嘉慶二十年九月二十一日(1815年10月23日)子時，平陸發(fā)生強烈地震。據(jù)歷史記載資料分析，其基本參數(shù)確定為：

發(fā)震時間為1815年10月23日，震中位置北緯34.8°，東經(jīng)111.2°，震中烈度Ⅸ度，震級6級。這次強震的史料記載，是我國歷史地震中記載最豐富的一次。據(jù)光緒《平陸縣續(xù)志》等史料記載：九月十九日夜，有彤云自西北直亙東南，少傾始散，地大震如雷，天地通紅，大樹掃地復(fù)起，房屋搖動，平地忽裂數(shù)丈，涌出黑沙水，開而復(fù)合，損壞房屋無數(shù)，翻傍崖居者多壓死，邑內(nèi)唯西牛、下牛、王家溝、越冀、軨轎等村最重。

這次地震造成的傷亡慘重，共壓死14 700多人。傷亡原因除去建筑物坍塌外，地震引起的崩塌滑坡是加重震害損失和人員傷亡的重要因素。以下為史料記載中關(guān)于此次地震崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害的情況。

據(jù)嘉慶二十年十月初八日，山西巡撫衡齡向嘉慶皇帝呈送的平陸地震災(zāi)情的奏摺《山西巡撫衡齡奏摺》“自運城至茅津渡一帶，間有土崖倒塌，運鹽車路阻礙之處?！?/p>

據(jù)嘉慶二十年十一月初四日，《衡齡錄副奏片》“鄉(xiāng)村中并有傍崖居民，崖傾被覆，人畜蕩然者?！?/p>

據(jù)嘉慶二十年十一月二十四日，《那彥寶奏摺》“而平陸本系土山環(huán)境，居民多于通衢兩旁負(fù)巖穿穴，聚族而居，一經(jīng)震動，巖土披卸，窯孔全坍，遂致初次地震，該二縣所屬之軨轎村、陌底鎮(zhèn)、茅津渡一帶，被災(zāi)獨重?！?/p>

從以上史料可知，1815年平陸地震引發(fā)了多處崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

2 極震區(qū)的地形地貌條件

極震區(qū)的平陸縣千溝萬壑，地處中條山南側(cè)的傾斜山地，相對比高900～1 300 m。地貌類型主要有山勢較陡峭的變質(zhì)巖斷塊中山區(qū)、破碎黃土塬區(qū)和黃河沖積平原區(qū)三種(見第33頁圖1)。其中破碎黃土塬區(qū)為區(qū)內(nèi)主要地貌類型，也是地震崩塌滑坡災(zāi)害的主要發(fā)生地區(qū)。

圖1 極震區(qū)地形地貌圖Fig.1 Topography and geomorphology of meizoseismal area

破碎黃土塬主要分布于中條山南麓與黃河谷地之間的平陸縣境，其原是古三門峽盆地的一部分，第四紀(jì)早更新世時堆積了河湖相沉積物及洪積物，其后隆起，并接受了厚50米左右的離石黃土和馬蘭黃土，后經(jīng)流水切割成密度較大的溝谷網(wǎng)。地層主要為早更新世至中更新世的湖積物、沖洪積物和晚更新世的黃土。受近EW向黃河的影響，剝蝕強烈，形成密集平行分布的南北向侵蝕沖溝。大部分溝谷溝深坡陡，且由于黃土的直立性和易蝕性，受地震影響，塬邊易產(chǎn)生崩塌滑坡。

據(jù)野外調(diào)查，平陸縣境內(nèi)黃土溝谷區(qū)有大量崩塌滑坡堆積體，崩塌滑坡主要發(fā)育在晚古生代以來的地層中，大部分發(fā)育在第四系和第三系，其次為二疊系、石炭系，巖性以黃土、砂質(zhì)土、黏土、砂巖及泥巖為主。巖體結(jié)構(gòu)有層狀(夾軟弱巖層)和松散狀，其工程地質(zhì)條件差或較差。崩滑體長度和寬度十米至數(shù)百米不等，坡度20°～60°。平面形態(tài)為矩形、半圓形，剖面形態(tài)為線形、凹形、階狀[3]。

綜上，極震區(qū)的平陸一帶地形起伏劇烈，地表切割嚴(yán)重，甚至發(fā)育有大量滑坡體、危巖體，為崩塌滑坡次生災(zāi)害的發(fā)生提供基礎(chǔ)條件。

3 極震區(qū)的地震構(gòu)造環(huán)境

極震區(qū)的地震構(gòu)造環(huán)境為該次地震提供了動力因素。極震區(qū)處于山西斷陷帶的三門峽斷陷盆地，新生代的始新世—漸新世，該盆地作為汾渭斷陷帶的一部分?jǐn)嘞莩两?，到晚第三紀(jì)的中新世時期，三門峽盆地由前期的斷陷沉降轉(zhuǎn)為抬升，直到上新世開始才又轉(zhuǎn)為斷陷沉降。上新世的斷陷沉降一直延續(xù)到第四紀(jì)的早、中更新世，三門峽盆地第四紀(jì)最大斷陷幅度在靈寶一帶約500 m，在平陸一帶為300 m。斷陷盆地內(nèi)歷史上共發(fā)生4級以上歷史地震4次，最大為1815年平陸6級地震。

三門峽盆地內(nèi)，衛(wèi)片解釋得出，北東東、北北西、北西等方向的斷裂發(fā)育，交匯于平陸一帶，形成一個能量積累較強的應(yīng)力地區(qū)。尤為突出的是運城—三門峽一帶，分布著一系列軸向為北西向的背向斜構(gòu)造帶，該構(gòu)造帶和三門峽盆地復(fù)合于平陸一帶?？芍搮^(qū)新構(gòu)造活動十分強烈、地震頻繁，可誘發(fā)大量崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

另據(jù)歷史地震記載中所反映的烈度，崩塌滑坡與地震強度及地震烈度的大致關(guān)系是：震級小于5級，地震烈度小于Ⅵ度，崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害很少發(fā)生，即使發(fā)生，其數(shù)量和規(guī)模也都很小；震級5～6級，地震烈度Ⅵ～Ⅶ度，崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害普遍發(fā)生，數(shù)量較多，規(guī)模較大；震級大于6級，地震烈度大于Ⅶ度，崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害活動強烈，數(shù)量多，且規(guī)模大[4]。

從該次地震破壞最強烈的極震區(qū)地形地貌圖可見，1815年平陸地震的極震區(qū)(Ⅸ度區(qū))位于中條山隆起南麓至黃河三門峽沖積平原之間[5]，地震導(dǎo)致的崩塌滑坡主要分布于極震區(qū)的破碎黃土塬地區(qū)。地震期間，震動荷載作用于不穩(wěn)定巖體，使巖體在重力作用下，沿著結(jié)構(gòu)面發(fā)生變形位移，最終形成崩塌和滑坡。

4 結(jié)論

通過從地形地貌條件及地震構(gòu)造環(huán)境兩方面，對1815年平陸6級地震極震區(qū)崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究，得出如下結(jié)論：

(1) 地形地貌條件是此次地震崩塌滑坡災(zāi)害形成的主要因素之一，崩塌滑坡主要發(fā)育于溝谷溝深坡陡處。

(2) 地震構(gòu)造環(huán)境是此次地震崩塌滑坡災(zāi)害的動力因素，震區(qū)新構(gòu)造運動十分強烈，發(fā)生多次破壞性地震，形成較多的地震崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

[1] 李昭淑，崔 鵬.1556年華縣大地震的次生災(zāi)害[J],山地學(xué)報,2007,25(4):425-426.

[2] 扈桂讓，趙晉泉，郭 瑾，等.基于Excel自動繪制地震安全性評價報告的鉆孔綜合柱狀圖[J].山西地震，2016(1):16-18.

[3] 邢福林，韓文德.山西省平陸縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及其成因淺析[C].中國金屬學(xué)會，2003年中國鋼鐵年會論文集.北京：冶金工業(yè)出版社,2003：206-209.

[4] 劉鳳民，張立海，劉海青，等.中國地震次生地質(zhì)災(zāi)害危險性評價[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報,2006，12(2):128-129.

[5] 史雙雙，趙 強，董 斌，等.山西平陸黃河沿岸震積層特征研究[J].山西地震，2016(1):1-4.

Causes of Earthquake-induced Collapse and Landslide Disasters in Meizoseismal Area of The 1815 Pinglu Earthquake in Shanxi

LIU Yan-chun1,2

(1.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan, Shanxi, 030025, China;2.State Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan, Shanxi 030025, China)

Meizoseismal area; Geological disaster; Earthquake-induced collapse and landslide

1000-6265(2016)04-0032-03

2016-05-10

劉艷春(1987— )，女，山西省五臺人。2007年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，碩士研究生，工程師。

P315.94

A