汶川地震滑坡崩塌的空间分布特征

2 围为 20 000km 。
研究结果表明， 汶川地震引发的滑坡在空间分布 上 明 显 受 到 断层 展布 和地 形 地 貌 的 控 制。 前已述及， 该区域以龙门山一线为界， 西部高 山 深 谷， 东 部 地 形 平 坦， 西 部 的地 形 条 件 有 利 于 滑 坡、 崩塌的形成。实际的调查也 发 现 滑 坡 在 受 灾 区 域 的 分布 局 限 于 山 岳 地 区， 平 原地 区 少 见。 虽然在龙门山中央断裂带的两侧都有滑坡分布， 但是在断裂带的上盘分布的滑坡数量 占 总 数 的 87% ， 远远高于下盘。而山岳地区的坡度主要分布在 30° ～ 45° 范围内。 area ratio， 一些学者用滑坡 － 面 积 比率 ( landslide简 称 LAR ) 和 滑 坡 密 度 ( landslide concentration， 2000 ; Wang et al． ， 2007 ) 。 LAR 是 指 研究 区 域 受 到 简称 LC ) 来描述滑坡的分布( Keefer， LAR = 滑坡总面积 / 研究 区 面 积; LC 是 指 单 位 面 积 里 所 包 含 的 滑 坡 滑坡影响的面积的百分比，
1期
陈晓利等: 汶川地震滑坡崩塌的空间分布特征
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图1 Fig． 1
汶川地震滑坡分布与地质构造图
( 据国家汶川地震专家委员会 2008 年 6 月汶川地震灾区地震 － 地质灾害图集修改) Distribution of landslides and geological structures( Adapted from atlas of seismic and geological disasters ①龙门山后山断裂; ②龙门山中央断裂; ③龙门山山前断裂 2008 ) ． of Wenchuan earthquake compiled by National Expert Committee of Wenchuan Earthquake，June，
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图2 Fig． 2
汶川地震灾区数字高程地形
Digital elevation model of study area．
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汶川地震诱发的滑坡分布特征与相关因素的影响
2008 ; 殷 跃 汶川地震的滑坡、 崩塌等灾害波及范围之广， 危害之大， 属历史 罕 见 ( 李 志 强 等， 2008 ; 黄润秋等， 2008 ) 。Keefer( 1984 ) 研究地震震级与地震滑坡影响范围之间的关系时， 平， 定 义地震滑坡的影响区域是所有滑坡点的外边界所包围区域的面积， 并认为这些区域所 经 受 的地 震动强烈程度足以诱发滑坡和崩塌。按照该 定 义， 初 步 确 定 此 次 地震 滑 坡、 崩塌 灾 害 的 影 响 范
0
引言
2008 年 5 月 12 日， 在中国四川省汶川县发生了 M S 8. 0 大地震， 这是 1950 年以来中国内陆
103. 4° E ) ， 地区发生的最大震级地震。地震震中在 四川 省 汶川 县 映 秀 镇 ( 31. 0° N， 震源深度大 约 14km。汶川地震中， 巨大的能量在 90s 左右的时间内释放出来， 强烈地影响了中国大陆及附 近地 区 ， 造成了极其巨大的社会经济财产损失和近 10 万人的伤亡。震后野外调查 发 现， 该次地 90km 的地 表破裂带， 震沿北川 － 映秀断裂、 灌县 － 江油 断 裂分 别 产 生 了 240km、 最 大的 垂 直 位 4. 8m( 徐锡伟等， 2008 ; 何宏林等， 2008 ) 。汶川地震灾 害 现场 调查 移和水平位移分别为 6. 8m、 表明， 滑坡崩塌等是地震灾区最常见的现象， 也是造成损失最为严重的地质灾害( 国家汶川地震 2008 ) 。初步估计， 2008 ; 专家委员会， 地震地质灾害直 接 造成 的 死亡人数 可 达 2 万 人 ( 殷 跃 平， 2008 ) 。一些大型的崩塌、 李志强等， 滑坡体造成 了 成 百 上 千 人 的 伤 亡， 如 北 川 县王家 岩 滑 坡 就 直接导致了 1 600 人的死亡。 地震滑坡是由地震动引起的滑坡， 此次地震中大面积硬岩区、 较硬岩区的滑坡、 崩塌 分布表 、 。 ， 现出与降雨引发的滑坡 崩塌的差异 由降雨 触 发的 滑 坡 通 常 以 土 质物质为 主 主 要 发 生于 具 有滑动面的土层与岩层接触面或岩性对比显著的成层岩质与基岩的接触面， 而地震滑 坡 主 要 发
陈晓利
1)
邓俭良
2)
冉洪流
1)
1 ) 中国地震局地质研究所，北京 100029 2 ) 埼玉大学地圈科学研究中心，日本 338 － 8570 摘 要 汶川地震发生在青藏 高 原东 部 边界 的 龙 门 山断 裂带。 该 区 域 由 一系 列 叠 瓦 状 冲 断 带 构
在大地构造上是连接青藏高原与扬子地台的 过 渡 地 带。 此 次 地震 引 发 了 大 规 模 的 滑 坡、 崩塌、 碎 成， 屑流等地质灾害， 造成严重的人员伤亡和社会经济财产损失。震后的调查和研究结果 表 明， 在龙门山 断裂带的两侧， 滑坡崩塌灾害的分布很不均匀。大多数的滑坡崩塌存在于龙门山中央 断 裂带 上盘， 只 有 12% 左右的滑坡、 崩塌出现在下盘; 滑坡、 崩塌等地质灾害发育的高密度区出现在断裂带 的 两 端 和 此次地震中， 滑坡和崩塌等灾害的发育与地形地 貌、 地震 动、 坡体岩 中部 地 区 。相 关 的 统 计 分 析 表 明 ， 石性质等密切相关。在硬岩、 较硬岩区域， 滑坡、 崩塌 等灾 害也 广 泛 发 育， 这 种 特 点 与 炉 霍、 昭 通 等地 震滑坡中获得的认识有所不同。初步的研究结果表 明， 汶川 地震的 区 域 地质 构造 背 景 通 过对 地 形 地 貌及岩石等地质条件的影响， 进而对滑坡、 崩塌等地质灾害的空间分布起到了一定的控制作用。 关键词 汶川地震 地震滑坡 分布特征 地质构造背景 文章编号: 0253 － 4967 ( 2011 ) 01 － 0191 － 12 中图分类号: P315． 9 文献标识码: A
第 33 卷 第 1 期 2011 年 3 月
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SEISMOLOGY AND GEOLOGY
Vol． 33 ，No． 1 Mar． ， 2011
doi: 10． 3969 / j． issn． 0253 － 4967． 2011． 01． 018
汶 川 地震 滑坡 崩塌 的 空 间 分 布 特征
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2004 ; Wen et al． ， 2004 ) 。一些学者对区域地震滑坡的 生于构造、 地层等的结合部位( 祁生文等， 分布规律和影响因素进行了研究， 结果表明 地 貌 形 态、 发震 构造、 岩 性 特征、 边 坡 条 件 等 对 地震 1984 ; 孙崇绍等， 1997 ; Wen et al． ， 2004 ; 黄 滑坡、 崩塌的形成起着较为明显的控制作用( Keefer， 2008 ; 祁生文等， 2009 ; 陈晓利等， 2009 ) 。 润秋等， 本文通过研究汶川地震中滑坡、 崩塌空间分布与地形地貌、 岩性特征、 地质条件等 因素 之 间 的关系， 更深层次地分析区域地质构造背景和 演 化 过程对 地震 滑 坡 分布 的 影 响 作 用， 积累认识 与经验， 为进一步做好强震带地区的地震滑坡预测研究奠定基础。
〔收稿日期〕 2010 － 07 － 01 收稿， 2010 － 08 － 26 改回。 〔基金项目〕 工 信 部 国 家 重 点 项 目 ( 2010ZX03006007 ) 、 中国地震局地质研究所基本科研业务专项 ( IGCEA1006 ) 和国家地质灾害防治专项( SXKY35 ) 共同资助原东部边界的龙门山断裂带。新生代早期， 印度板块与欧 亚 大 陆 板 块发生碰撞， 导致了青藏高原的形成、 隆升和变形。青藏高原隆升的过程中， 受到华北 地 块鄂 尔 在其东缘形成了局部挤压推覆构造带 及 其 前 陆 多斯和华南地块四川盆地等高强度块体的阻挡， 盆地系统， 包括作为青藏 高 原东 部 巴 颜 喀 拉 与 华 南 两 地 块 分 界 的 龙 门 山 推 覆 构造 带。 初 步 推 断， 在印度板块总体持续向 NE 方向的挤压作用下， 构造应 力长期 积 累， 青藏 高 原东 缘 沿 龙 门 山 构造带向东挤压， 并 受 到 四川 盆 地的 阻 挡， 促 使 长期 累 积 的 巨 大 能 量 在 龙 门 山 推 覆 构造 带 映 秀 － 北川地带突然释放， 暴发了汶川大地震。 龙门山推覆构造带长约 500km， 宽约 40 ～ 50km， 由 3 条走向N45°E ， 倾向 50° ～ 70° 的逆断裂 叠瓦状组合而成。从 NW 向 SE ， 这 3 条平行的断裂分别是龙门山后山断 裂、 龙 门 山中 央 断 裂 和 龙门山山前断裂。龙门山后山断裂主要包括青川断裂、 汶川 － 茂 汶 断 裂 和 耿 达 － 陇 东断 裂; 龙 门山中央断裂由茶坝 － 林庵寺 断 裂、 北 川 － 映 秀 断 裂、 盐 井 － 五 龙 断 裂 等 组 成; 龙 门 山山 前 断 裂又称灌县 － 江油断裂， 由江油 － 广元断裂、 灌 县 － 江 油 断 裂、 双石 － 大川断裂等斜列而成( 徐 2008 ) ( 图1 ) 。 锡伟等， 位于龙门山的映秀 － 北川断裂即是汶川 地震的发震 主 断 裂。 研究 区 域 除 了上 述 几 条 主 要 断裂 外 ， 在其地质发育演化过程中还形成了很多的断层和褶皱。频繁的构造运动使这 个 区 域 在 地貌上呈现出高山和深 谷 相 间 的地 貌 格 局， 同 时 也 使 得该 区 域 的地质 条 件、 岩 性 等 变 得 脆 弱。 所有的地貌、 地质条件使得该区成为滑坡、 崩塌易发区。 1. 1 地貌特征 龙门山断裂带处于青藏高原与四川盆地的过渡带， 是中国第 1 地形台阶与第 2 地 形 台 阶 的 转折地带， 地形变化剧烈， 属于地质灾害的 高 易 发 区。 以 龙 门 山 一 线 为 界， 西 部 高 山 深 谷， 犹如 2009 ) 。 整 体 而 言， 屏障拔地而起， 东部则为平坦的成都平原， 地 貌 反 差 强 烈 ( 祁 生 文等， 本区 西 部的海拔高度比东部高。龙门山西边的地形高度一般 在 3 000m 以 上， 而东 部 因 为 毗 邻 四川 盆 地， 海拔一般在 800m 以下。 对 于 龙 门 山断 裂带 本 身 而 言， 地 形高度 在 狭 长的 带 状 区 域 内 从 800m 迅速地变到 2 000m。汶川地震的震中 位 于 海 拔 3 000m 高 的地 区。 从 图 2 可 以 看 出该 区域整体上呈现高山与深谷相间的地貌特征。 这 一 边 缘 地 区 所 具 有 的世 界 上 最 陡 峻 的地 貌 特 2007 ) ， 征( Alexander et al． ， 为滑坡崩塌的发生提供了必要的空间条件。 1. 2 地层岩性特征 研究区内地层发育较全， 几乎不同时期的地层在该区都有出露， 前古近纪地层居 多， 大部分 地区缺失晚三叠世早期地层。 古近 纪、 新 近 纪和第 四 纪地层 主 要 局 限 于 龙 门 山断 裂带 的东 南