从断裂构造形迹分析汶川地震构造应力场特征.pdf

第3 I 卷第2 期 磅 他鹭 GEOLOGY 0F S HAANXI 文章编号 ： 1 0 0 1 - - 6 9 9 6 ( 2 0 1 3 ) 0 2 0 O 4 4 O 3 从断裂构造形迹分析 汶川地震构造应力场特征 谢振乾 (西安市地震局 ，西安7 1 0 0 0 7) 摘要：通过对 四川汶川地震野外断裂构造形迹的实地考察的部分资料 ，结合汶川 地震震源机制解等，分析了 该区域构造应力场特征，对研究该区域地震活动有一定 的指导意义。 关键词 ：汶川 ；地震 ；断裂；构造形迹 ；应力场 中图分类号 ：P 5 4 2 3 文献标识码 ：A 2 0 0 8年 5月 1 2日，我国四川汶川发生了震惊 中外的 8级大地震 ，给人 民生命财产造成 了巨大损失。汶川地震后 ，很 多学者、专家 曾对此次地震从多方面进行研究 j ，提出了 自己的见解。大震之后余震不断 ，并沿龙门山断裂带呈单极北东向扩展 ，地震波的反演结果 ( 陈运泰等 ，2 0 0 8 )显示地震破裂带长度 3 0 0 k m，宽度 5 0 7 0余 k m。笔者也 曾深 入灾 区，对地震遗迹和构造形迹进行实地考察，获得部分第一手资料，并通过对这些资料的分 析，结合前人研究成果 ，从 中获得了该 区构造应力场的粗浅认识。 1 震区区域地质概况 南北地震带包括云南全省、四川西部 、甘肃和青海东部及宁夏回族 自治区等，是 中国大 陆中部南北走向的地震密集带、复杂地质构造带 ，地处我国大陆地势西高东低的阶梯式陡坎 部位 ，地形对照极为明显 。地球物理资料显示为陡变的条带状重力负异常带 ，其两侧地壳厚 度和结构明显不同，东侧是相对稳定的地 台区 ，西侧以地壳相对活动 的地槽 区为主。 南北地震带受地质构造控制。根据地质构造 、地貌类型 、构造形式 、力学性质等 ，前人 将其分为三段 ( 北段 ；贺兰山一六盘山地震带 ，中段 ：天水一武都一文县一川西北地震带 ， 南段 ：安宁河一滇东地震带) 。 南北地震带中段北西向龙门山断裂带可分为三个次级断裂带：即平武一茂汶断裂带，北 川一中滩铺断裂带，江油一灌县断裂带。此次 8 级地震就发生在龙门山中央断裂带上。 收稿 日期 ：2 叭3 _ - 0 1 0 6 作者简介 ：谢振乾 ，男 ，5 4岁 ，教授级高工 ，曾发表论文 近 3 O篇。现从事 防震减灾 管理工作 。 第 2期 谢振乾：从断裂构造形迹分析汶川地震构造应力场特征 4 5 2 构造形迹 2 1 “ 最牛的教学楼” 附近地面变形特征 彭州市白鹿镇九年制 中学教学楼 “ 5 1 2 ”地震时，一条北东向断裂从两栋教学楼之间 通过，建在断层带上盘 ( 左侧)的教学楼相对建在下盘 ( 右侧)的教学楼瞬间抬高了3 m， 留下一个陡坎 ，形成了罕见的地震奇观。两栋教学楼除窗户玻璃损坏 、墙体个别处 出现细小 裂缝外，整体完好。师生零伤亡。被称为地震中 “ 最牛的教学楼” 。而教学楼侧旁北东、南 西方向位于断裂带上的建筑物， 全部坍塌损坏。 形成陡坎 的断裂走向 N E，倾 向 N W，为一逆 冲为主 ，兼有右行的断层。 “ 3 m”陡坎走 向大致为 N E 4 6 。 ，东侧 ( 右)的水泥地面上分布几条裂缝 ，裂缝长度不等 ，总体走 向 N E E， 局部呈 “ 锯齿”状 ，反映受近东西向挤压应力作用。 另外 ，学校外有一条河流 ，走 向 N E 4 5 。 左右 ，跨河流通向对面居 民区的桥成为 中法 侨， 系法国人鱼霞松任下书院院长时，亲 自设计施工而建成 。此桥在 “ 5 1 2 ”地震中遭受严重 破坏 ，不能通行。 2 2 小鱼洞大桥桥面裂缝特征 小鱼洞大桥位于彭州市小鱼洞镇 以南 ，横跨湔江。地处龙门山中央断裂和龙门山山前断 裂之间。小鱼洞断裂长约 6 k m，走 向 N W，两端分别终止于龙门山中央断裂和龙门山山前断 裂 ，为左旋逆冲走滑断层 。断裂带宽 5 2 0 m，显示断层西南盘抬升 ，东北盘下降 J 。小鱼 洞大桥在“ 5 l 2 ”地震时遭到毁灭性破坏，已被列为地震遗址之一 。 小鱼洞大桥在此次地震中部分保留的桥面上出现多处裂缝 ，特征的力学性质属左旋张扭 性 ，力学分析印证了该区域近东西 向应力场特征和小鱼洞断裂的力学性质、运动方式 。 2 2 什邡化工厂地面裂缝特征 什邡市距汶川最近距离不到 4 0 k m，与之同属龙门山脉中段的两翼。此次地震受灾面积 达 5 0 0 k m 。什邡化工厂房屋倒塌严重 ，地面裂缝随处可见 。裂缝走 向北东东 ，力学性质主 要为张 陛，兼有左旋走滑。反映该 区域受近东西 向挤压的应力作用特征。 3 汶川地震 区域构造应力 场 构造应力是地震孕育发展及发生 的直接动因 ，震源机制解能够判别断层错动方式和地震 发震机制。有研究者 。 对汶川地震序列震源机制解进行 了求解 ，给出了 1 2 5个 4 0级以上 ( 含一个 3 9级地震 )质量可靠的震源机制解。根据求解结果发现 ：汶川 MS 8 0级主震初 始破裂为纯逆冲型，1 2 4个余震绝大部分是逆冲型或走滑型地震 。汶川地震序列震源机制解 具有分段分布特征 ，其 P轴方位在近东西方向两侧一定范 围内分布。勿容置疑，彭州 白鹿 中学 、小鱼洞大桥和什邡化工厂等几处断裂力学性质 、运动方式及张裂缝分布特征 ，均反映 了该区域受近东西构造应力场作用的特征，这与震源机制解所反映的结果完全一致。 汶川地震的动力学分析表明，青藏高原受印度板块俯冲上隆，施于由西向东的水平力， 使龙门f_L J 推复体向四川地块逆冲，致使在逆断层的上下盘之间的断层面上产生粘滑而发生逆 陕西地质 第 3 1 卷 倾滑型的地震 。 4 结语 龙门山断裂带的形态学 、运动学及动力学方面的研究还有待继续。本文只是通过野外点 滴断裂构造形迹分析 ，结合前人对汶川地震震源机制解的研究 ，对地震形成的构造应力场进 行了粗浅的探讨 。不妥之处 ，请同行指正。 1 2 3 4 5 6 参考文献 彭建斌，马润勇，等 汶川大震的科学思考 J 地球科学与环境学报 2 0 0 9 年第 1 期 付小方，侯立玮，等 汶川大地震 ( M S 8 O )同震变形作用及其与地质灾害的关系 J 地质学报 2 0 0 8年 第 1 2期 杜海林，许力生，等 利用阿拉斯加台阵资料分析 2 0 0 8 年汶川大地震的破裂过程 J 地球物理学报 2 0 0 9 年 o 2期 中国科学园地质研究所中国地震概论 M 科学出版社，1 7 7 5 年4月 胡幸平 汶川地震序列震源机制及其动力学解释 M中国地震局地壳应力研究所 ， 2 0 1 0 魏柏林，刘特培，等汶川地震震源机制解变化的原因 J 华南地震，2 0 1 1 年o 4 期 ANALYS I S OF TECTONI C S TRES S FI ELD oF E A RT HQUAKE HAP P E N E D I N WE NC HUA N BY TRAC G S TRUCTURAL FEATURES Xie Z h e n q ia n (E a r t h q u a k e A d m i n i s t r a t io n o f X ia n Mu n ici p a l i t y ，X io a - 1 7 1 0 0 0 7) Ab s t r a ct ：I n co mb in a tio n wi t h the f o ca l me ch a n is m s o l u tio n o f e a r t h q u a k e h a p p e n e d in We n ch u a n， S ich u a n P r o v i n ce a n d o n - - the - s p o t in v e s t ig a ti o n o f s t r u ct u r a l f e a t u r e s o f f a u l t i n g ca u s e d b y t h e e a r t h - q u a k e ，r e g io n a l t e ct o n ic fi e l d a n a l y s is in t h is a r e a is o f ce r t a in d ir e ct iv e s ig n ifi ca