武新宁，易俊梅，周淑丽，殷志强，徐永强

(1.青海省环境地质勘查局/青海省环境地质重点实验室，青海 西宁 810007；2.中国石油青海油田分公司，甘肃 敦煌 736202；3. 中国地质环境监测院，北京 100081)



尼泊尔Ms8.1级地震活动构造及次生地质灾害研究

武新宁1，易俊梅2，周淑丽1，殷志强3，徐永强3

(1.青海省环境地质勘查局/青海省环境地质重点实验室，青海 西宁 810007；2.中国石油青海油田分公司，甘肃 敦煌 736202；3. 中国地质环境监测院，北京 100081)

2015年4月25日，尼泊尔境内发生Ms8.1级地震，诱发了较大面积的崩塌、滑坡灾害。笔者通过遥感构造解析和野外实地调查取得以下主要认识：(1)中尼边境的喜马拉雅地区活动构造以NWW向挤压逆冲断裂最为显著，从南到北大致可分南、中、北三个带，中带由众多短小、密集的逆冲断裂构成一个网络状断裂带，是这次Ms8.1级地震的发震断裂；(2)喜山中段NNE—SN向横张断裂将该地区分割成几个东西向块体，吉隆—樟木近南北向断裂带控制了这次强震的余震分布；(3)本次地震引发了至少445处地震崩塌、滑坡、堰塞湖以及融雪形成的泥石流灾害，这些灾害主要分布在NWW向发震断裂的北侧上盘，受发震断裂控制，其中面积超过2.4×104m2的地震滑坡有30处；(4)中国境内的NNE—SN向深切河谷是滑坡、崩塌等地质灾害的主要发生带，而这些河谷多为公路沿线和村镇居住地，应成为重点防范区。

尼泊尔；Ms8.1级地震；活动构造；地质灾害

2015年4月25日14时11分，位于喜马拉雅山南麓的尼泊尔境内博克拉市(Gorkha)发生Ms8.1级地震，震源深度20 km，其后该国境内又发生了Ms7.5级、Ms7.1级和Ms7.0级等强余震各一次(http://www.ceic.ac.cn)。同时，受本次Ms8.1级地震影响，我国境内的西藏日喀则地区定日县也在同一天的17时17分发生Ms5.9级地震，这次地震是该地区自1934年Ms8.4级地震以来遭遇的最强烈的一次地震[1]。此次地震造成了尼泊尔、印度、中国等地7 500多人伤亡，诱发了较大面积的崩塌、滑坡灾害，其中我国日喀则市的聂拉木县樟木镇、吉隆县吉隆镇、定日县绒辖乡以及聂拉木县城通往樟木口岸的道路沿线受灾较重。

由于喜马拉雅山脉阻挡了印度洋暖湿气流北进，造成山脊两侧气候差异明显。北部为高原亚寒带半干旱气候区，年均降水量582.9 mm；南部为山地亚热带湿润气候区，年均降水量2 820 mm[2～4]。因该地区高原冰川型湖泊多，受近年来的全球升温影响，冰雪消融加快，个别冰湖溃决，导致下游发生大型或特大型泥石流灾害。如2002年发生的希夏邦马峰东侧冲堆普冰湖溃决型泥石流给冲普堆下游一带造成了严重损失。

与该地区历史上多次特大地震相比，本次地震造成的人员伤亡和崩塌滑坡数量更多，震后潜在的次生灾害也更为严重。那么，本次地震的孕震背景、发震断裂有何特征？地震次生地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流)在空间上分布规律是什么？与2008年5.12汶川Ms8.0级地震相比，诱发崩塌滑坡和造成人员伤亡数量巨大差异的原因是什么？对地震诱发的崩塌滑坡进行空间展布分析，有利于了解未来再次发生地震时比较容易发生地质灾害的范围，从而减少人员伤亡和经济损失[5～8]。因此文章拟通过深入讨论上述问题，提出我国喜马拉雅山高山峡谷区地质灾害防灾减灾的对策建议，为震后地质灾害防治提供技术支撑。

1 中尼边境喜山地区历史地震与主要活动构造

1.1 历史地震

印度板块向北俯冲在欧亚板块之下，形成了大量逆冲断裂，岩石圈在破裂的过程中释放巨大的能量，触发强烈地震[9]。这种板块汇聚对整个亚洲的地质构造格局都有很大影响，造成中国、尼泊尔边境山体的极度不稳定。

喜马拉雅山中段地质历史上Ms8.0级左右地震频发(图1)[1]。据不完全统计，自1193年以来，该地区及周边曾发生8级以上地震6次，5级及5级以上地震13次(表1)。

图1 尼泊尔地震及邻区活动断裂、历史强震与古滑坡集中区分布图Fig.1 Focus areas of active fault, historical strong earthquakes and ancient landslides in Nepal and its neighbor areas

由于喜马拉雅山的差异性构造[9]，其山脊北部地质构造简单，岩石完整性较好，不良地质现象少；而山脊以南地质构造复杂，岩石破碎，沟谷深切，山高坡陡，为地质灾害多发地段。其中，樟木镇灾害尤为集中，曾在距今2～4.6万年(ESR)和10 205±390 a(OSL)发生过古崩塌堆积[4]。历史上，《嘎夏档案》也记载了1883年8月26日发生的聂拉木8级强震。

表1 喜马拉雅山中段历史地震统计表[2～4]

1.2 喜山地区主要活动构造

(1)NWW向挤压逆冲断裂

中尼边境的喜马拉雅地区活动构造以NWW向挤压逆冲断裂最为显著，从南到北大致可分三个带。南带位于加德满都以南，有多条连续性好、控制山脉走向的大断裂，断裂走向舒缓波状，包括了前人定义的喜马拉雅主前缘逆冲断裂和喜马拉雅主边界逆冲断裂(断

裂位置见图1)[10]，该带有记录的历史强震相对较少。中带位于加德满都北侧的喜马拉雅高山区南坡，这里的NWW向断裂缺少延伸长的主干断裂，由众多短小、密集的挤压逆冲断裂构成一个网络状断裂带，北侧的高山区沿该断裂带逆冲到南侧较矮的中山区，因此该断裂带构成了明显的南北地形高差边界(图2)，包括了喜马拉雅主中央逆冲断裂；历史上的多次强震，包括2015年的Ms8.1级强震都发生在这个带上。北带位于西藏境内，主要沿仲巴—日喀则的几条大型河谷展布，特点是存在3～5条主干断裂，这些主干断裂延伸长达数百甚至上千公里，断裂两侧地形高差不大，与中带有明显不同。

图2 喜马拉雅主中央逆冲断裂活动模型Fig.2 Active mode of the main central thrust faults of the Himalayas

(2)近南北向横张断裂带

另一种重要的活动构造是近SN走向的断裂带(图3～4)，从仲巴向东至不丹，共有5～6条NNE—近SN走向的断裂带，分别是仲巴—穆格蒂纳特(尼)NNE向断裂带、吉隆—樟木近SN向断裂带、岗嘎NNW向断裂带、定结—莎迦NNE向断裂带、康马NNE向断裂带。这些近SN向断裂带大致平行于印度板块向北的运动方向，因此是挤压应力作用下的横张断裂，特点是由多条走向NNE、NE、NNW等方向的断裂构造成带状展布，控制形成了喜马拉雅高山区的深切沟谷，一些地方还控制了山脉的走向。这些近南北向山脉在总体NWW走向的喜马拉雅山区显得尤为突出。

图3 尼泊尔地震烈度区及南北向横张断裂分布图(烈度分区数据来自USGS网站)Fig.3 Map showing the seismic intensity zones of Nepal and south- north transverse faults (the intensity zones data are from the USGS)

图4 喜马拉雅地区近南北向活动断裂带与2015年Ms 8.1级强震及余震分布图Fig.4 Near south- north active faults and distribution characteristics map of Ms 8.1 Earthquake and aftershocks in the Himalayan region注：箭头指示地壳破裂传导方向，5条近南北向横张断裂带分别为:Ⅰ—仲巴—穆格蒂纳特(尼)NNE向断裂带；Ⅱ—吉隆—樟木近SN向断裂带；Ⅲ—岗嘎NNW向断裂带；Ⅳ—定结—莎迦NNE向断裂带；Ⅴ—康马NNE向断裂带

其中吉隆—樟木近SN向断裂带向南从吉隆开始分成吉隆NNE和樟木NNW两条次级断裂带，越过Langtang山峰后又出现一个南北向次级断裂带。与其他几个近南北向断裂带不同的是吉隆—樟木近SN向断裂带向北延伸不长，没有明显切过NWW向断裂北带，这些近SN向断裂带主要发育在NWW向挤压逆冲断裂中带及其以北地区，向北进入我国境内后更为清晰明显，不仅延伸长，而且主干断裂明显。根据地震记录[11]，发现这些SN向断裂带在我国西藏境内还是地震密集区。显然中尼边境区发生强震后，这些近南北向断裂带将是地壳破裂的重要传导路线，因此在我国境内要注意这些南北向横向张性断裂，其沿线属于地震高发危险带。

2 2015年尼泊尔地震及其余震的构造分析

尼泊尔Ms8.1级地震发生后，震区和邻区发生了多次强余震，其中Ms7.0级(含)以上余震3次，最大的余震震级达Ms7.5级，其位于主震的东南方向(图1)。分析尼泊尔Ms8.1级地震及邻区的活动断裂构造在空间分布上的关系(图4)可以帮助我们了解这次地震的地壳破裂传播方向和影响因素、解析地震次生地质灾害的发生、分布规律。

2.1Ms8.1级地震及其周边断裂

在Ms8.1级地震的震中附近，地势呈北东高南西低。挤压断裂带以NWW、NEE走向为主，其中NWW走向断裂缺少主干断裂，以多条短小断裂网状平行排列延伸，虽有一些地方控制负地形，但大多与大型沟谷无关，表现为强烈挤压、北盘向南逆冲特点。而EW—NEE向断裂延伸较长、规模略大，部分控制深沟谷，表现为带一定左行走滑性质的挤压断裂。而NE—NNE走向的断裂控制了大多数深切沟谷，表现为张裂性质，是南北向挤压下形成的横张裂隙。

2.2Ms7.5级余震及其周边断裂

Ms7.5和Ms7.1级余震震中附近有较长规模的NWW向挤压逆冲断裂通过，该断裂舒缓波状弯曲延伸，控制一系列次级沟谷负地形，南侧附近有EW—NEE向挤压断裂网通过。区内最醒目特征是NE向张裂断裂，除控制了主要的深切沟谷外，在这里还出现了一个圆形山地迫使NE向沟谷环绕而过，而震中就在此处。因此可以认为应该是该刚性地块阻碍了NWW向和NE向断裂的顺利滑动，而在此触发了Ms7.5级强余震。而Ms7.1级余震则位于NNW向、NW向断裂和NWW向断裂的交汇处，也显示了近南北断裂向对余震的控制和影响。

2.3 定日Ms5.9级余震及其周边断裂

定日县Ms5.9级余震震中附近以近EW向断裂为主，另有两条小规模的NNE向断裂，东侧20多公里有SN—NE向横张断裂带通过，该处位于Ms8.1级地震震中附近NEE向断裂带的延长线(图1)上，分析认为可能是地形变通过近NEE向断裂带向东输送，在近SN向断裂带交汇处附近地应力释放形成。

2.4 聂拉木Ms5.3级余震及其周边断裂

Ms5.3级余震位于Ms7.1级余震的北侧，这里主要有NW向、近EW向、NNE向和NEE向断裂通过，近EW向断裂规模较大，挤压为主，但似乎这次活动性不强，NNE和NW向断裂控制了两条主要的深切沟谷，尤其NNE向断裂是横穿山脉断裂带的一段。有意思的是北侧有一条NEE向断裂断续通过，这条断裂向西与Ms8.1级主震震中附近的NEE向断裂相连，向东与Ms5.9级余震的近EW向断裂相连。因此很可能是Ms8.1级地震后，应力向东沿NEE向断裂迁移，在遇有横张断裂附近形成余震的结果。

2.5 其它余震展布特征

从图4的地震余震分布特征看，大于7级的地震主要分布在NWW向挤压断裂中带控制的高山南坡，少数几次5级余震在该NWW向中带北部。而绝大部分余震都分布在吉隆—樟木近SN向断裂带控制的地区，显示出近SN向构造带对这次地震应力释放的强烈限制作用，说明该近SN向断裂带是这次尼泊尔强震余震的重要控制构造。

另一方面，可以看出尼泊尔地震的余震传输方向。本次地震的余震主要有两个传输方向：一个是沿NWW向断裂向东南移动，遇到NE向横张断裂及刚性地块阻碍后，在东部触发Ms7.1级强余震；另一个方向是沿NEE向断裂向东以东，遇到NNE或近SN向横张断裂带后，在其西侧形成较强余震。

因此，可以归纳以下认识：(1)喜马拉雅山地区的Ms8.1级大地震与NWW向挤压逆冲断裂的活动有关，主震震中区NWW向挤压逆冲断裂缺少主干断裂，由一系列向南逆冲的挤压断裂构成；(2)NNE—近SN向横张断裂带是影响、控制余震发生和分布的重要地质构造，这些近南北向横张断裂带由于控制了大多深切河谷，河谷两岸因此成为滑坡、崩塌等地质灾害的主要发生区带。由于近南北向横张断裂带是挤压断裂地震后地壳应力释放的重要场所，因此其向北在我国西藏境内的北段可能会是未来余震的集中地带，应加强我国境内这些近南北断裂带的监视以及其周边地区的防震防灾工作。

3 地震次生地质灾害遥感分析

由于喜马拉雅山的强烈隆升和南北向河谷的侵蚀下切，前震旦系聂拉木群片岩、片麻岩节理裂隙发育，风化冻融强烈，使得这里成为我国地质灾害高易发区，尤其是位于吉隆县吉隆镇、聂拉木县樟木镇和定日县绒辖乡等高山峡谷区，受本次地震影响更为明显。

3.1Ms8.1级地震触发崩塌滑坡特征

根据2015年5月2—4日的Google earth震后影像和2015年5月2—8日震后滑坡崩塌泥石流现场调查结果，笔者绘制了地震区滑坡崩塌点的分布位置，发现本次地震至少触发了445处崩塌滑坡体(包括在此次地震中发生变形的震前存在的崩塌滑坡体)(图5)，这些堆积体主要分布在一个北西向150 km、北东向80 km、面积12 000 km2的区域内，崩塌滑坡面积超过2.4×104m2的有30处。其中以图5中A、B 2个区域内滑坡崩塌最为发育(图6)，以图5中A处的热索桥滑坡和B处的樟木镇迪斯岗后山崩塌规模最大。

图6 典型地震崩塌滑坡Google Earth解译影像(位置见图5)Fig.6 Remote sensing images of some typical rock falls and landslides in the earthquake area(the image locations is indicated in Fig.5)

3.1.1 尼泊尔地震滑坡崩塌基本特征

结合野外实地调查和遥感影像分析，笔者认为本次Ms8.1级地震触发的崩塌滑坡具有以下特征：

(1)次生地质灾害类型全，数量多

本次地震诱发的地质灾害类型以崩塌危岩(碎屑岩型、碎屑流型、岩崩型、雪崩型)、滑坡(浅表层残坡积层型、深层古滑坡复活型、山剥皮型)、滚石(抛掷型、滚动型)为主，泥石流灾害和地裂缝数量较少。崩塌滑坡主要集中在南北向的深切河谷两侧，如聂拉木县—樟木镇—友谊桥—尼泊尔Chakhu段和吉隆县热索桥—边境口岸—尼泊尔Paire Beshi段，沿河谷呈线状分布，平均每公里发育崩塌滑坡2处，严重阻塞公路干线。野外调查发现本次地震诱发的新生地质灾害以小型和中型为主，大型滑坡较少，危险较大的地质灾害点有樟木古滑坡、樟木镇后山崩塌、迪斯港崩塌以及电厂沟、樟木沟、帮村东沟泥石流等。

(2)次生地质灾害分布受断裂影响明显

解译和调查发现的445处崩塌滑坡点总体呈NWW向展布，主要分布在NWW向挤压逆冲断裂带的北盘(上盘)，这里山高沟深坡陡岩石疏松，构造和地貌两方面因素造成了次生地质灾害的这种分布特点。其中又集中分布在吉隆和朋曲两条沟的深切沟谷地带，且以沟谷的NW岸分布数量和发育程度最高，反映了地震能量传导中横张断裂对地震次生地质灾害的影响。

(3)地震滑坡表现为干滑坡特征

本次地震诱发的滑坡具有没有水浸润的“干滑坡”特点，表现为缺少主滑面、滑体岩石疏松不完整、滑坡体厚度小，基本为剥皮型浅表小规模滑坡特征。

3.1.2 典型地震滑坡崩塌体基本特征

(1)热索桥滑坡

热索桥滑坡位于吉隆镇冲色村，长约400 m，宽约250 m，厚约0.5～2 m，面积141×104m2，滑坡体方量约270×104m3，滑动方向为260°～270°(图7a)。滑坡区基岩为喜马拉雅群的二云母石英片岩，滑坡堆积体为松散的碎块石堆积体，崩塌滑坡普遍为浅表层滑动。经现场实地调查，该滑坡区下方和南侧原为老(古)滑坡堆积体，本次地震滑坡上部的覆盖层在地震作用下失稳滑入吉隆藏布河中，滑坡堵断吉隆镇通往口岸的公路，直接影响口岸安全。

图7 热索桥滑坡(a)和迪斯岗后山崩塌(b)堆积体全貌(照片位置见图5)Fig.7 Pictures of the Resuoqiao landslide (a) and the Disigang rockslides (b) (the pictures locationsis indicated in Fig.5)

(2)迪斯岗后山崩塌

樟木镇迪斯岗后山崩塌位于樟木镇后山，崩塌体后缘高程3 144 m，前缘高程2 184 m，崩塌体长1 600 m、均宽650 m，崩塌区坡面面积约1.04×106m2，体积约1.5×106m3(图7b)。崩塌体岩性为前震旦系聂拉木群薄至中厚层深灰色石英片岩，岩石风化严重。目前该崩塌体前缘临空，裂隙及裂缝发育，稳定性差。

3.2 地震次生地质灾害应对

(1)古滑坡复活

尼泊尔地震区地处喜马拉雅山中南部的基岩山区，植被较好，降雨多侵蚀快，古滑坡堆积体不容易保存。因此，古滑坡崩塌堆积体数量相对较少，但因滑坡提供了较平坦的地方，适合人居住，有部分居民区建在古滑坡体上，如吉隆镇的江村古滑坡。从震后遥感影像分析，这些古滑坡未发生明显变形，但不排除本次地震造成堆积体局部发生拉裂的可能，需要进行详细排查和地质灾害危险性评估。古崩塌滑坡堆积体复活的例子曾在近年来地震触发下多次发生，如2014年8月3日云南鲁甸Ms6.5级地震触发了甘家寨古崩塌堆积体复活造成50余人死亡(失踪)[12]，红石岩古滑坡体复活后与对岸的地震崩塌体共同堵塞牛栏江形成堰塞湖[13]。

(2)樟木古滑坡整体稳定性

樟木古滑坡，前人已进行了较多的勘查、测绘及研究工作[4,14～15], 笔者通过遥感解释认为樟木镇北东侧有断裂通过，该断裂是全新世活动断裂，故滑坡体后缘的拉裂缝可能是断裂的活动裂缝，而非整体滑坡的拉裂缝。胡瑞林等[16]调查发现，樟木古崩塌堆积体的下部为冰水堆积物，该套地层相对稳定。从这个意义上说，樟木古滑坡崩塌堆积体整体较稳定，发生大规模滑动的可能性小。

(3)重视气候变化可能引发的后期泥石流灾害

喜马拉雅山地区为高山峡谷区，海拔相对高差达5 243 m，源头被冰雪覆盖，发育有现代冰川，流域内残坡积物、崩坡积物、冰水堆积物和冰碛物分布广泛，尤其是希夏邦马峰附近，冰川湖众多，冰川和积雪消融成为沟谷水流的重要补给源。这次地震后岩石更为疏松、山体愈加不稳定，气温升高带来的更多冰雪融水可能在这些地区引发更多的泥石流灾害。2002年发生的冲堆普冰湖溃决型泥流和2010年发生的云南贡山泥石流就是由于气温升高引发冰川融水形成。因此，地震区除关注暴雨可能带来的次生地质灾害外，还要密切关注气温变化，加强对气温异常时段冰湖、高位冰雪融化的监测。

3.3 与汶川地震诱发地质灾害对比

本次尼泊尔地震震级高于汶川地震0.1级，所释放的能量是汶川地震的1.4倍，但无论是人员伤亡还是地质灾害数量都远远小于汶川地震区。二者诱发的地质灾害数量和规模[17]差异巨大的原因可能有：(1)尼泊尔地震的发震断层滑动面的倾角很小[18]，对地表的破坏有限；(2)尼泊尔地震影响区属于基岩山区，同时因喜马拉雅山南麓的降雨量大，把松散的东西大多冲走了，只有高海拔区的陡崖会出现崩塌，同时因加德满都市位于河谷区，地形高差较汶川小；(3)尼泊尔地震受NWW向挤压逆冲发震断裂控制，强烈震动区人口很少、地处断裂北盘的高山区，同时在近SN向横张断层制约下，地震波及外传被限制，极震区面积为105 km2，而汶川地震极震区面积达2 419 km2，是尼泊尔地震的23倍；(4)尼泊尔地震区位于喜马拉雅山南麓，植被覆盖度非常高，而汶川地震区植被覆盖度低。

4 结论

(1)中尼边境的喜马拉雅地区活动构造以NWW向挤压逆冲断裂最为显著，这次Ms8.1级地震就是由NWW向断裂中带的断裂所引发。

(2)近SN向吉隆—樟木横张断裂带是影响控制Ms8.1级地震余震发生和分布的重要地质构造。

(3)地震触发的滑坡、崩塌等地质灾害主要分布在NWW向挤压逆冲断裂带的上盘高山深谷区，沿近南北向河谷两岸分布，因村镇、道路都集中于这些沟谷，应成为未来崩塌、泥石流和滑坡灾害防治的重点地区。

(4)应加强对古崩塌滑坡堆积体复活性的调查评估和气候异常时段泥石流、冰湖的日常监测。

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责任编辑：汪美华

A study on the active faults structures and geohazards triggered by theMs8.1 Earthquake in Nepal

WU Xinning1，YI Junmei2, ZHOU Shuli1，YIN Zhiqiang3，XU Yongqiang3

(1.KeyLaboratoryofQinghaiEnvironmentalGeology/QinghaiEnvironmentalGeologicalProspectingBureau,Xining，Qinghai810007,China; 2.PetroChinaofQinghaiOilfieldCompany,Dunhuang,Gansu736202,China; 3.ChinaInstituteofGeo-environmentMonitoring,Beijing100081,China)

TheMs8.1 Earthquake on April 25, 2015 occurred in Nepal in the southern Himalayas, triggered a large area of landslides and rock falls in the earthquake area. Based on the remote sensing interpretation of active faults and preliminary field investigations, the following conclusions are achieved: (1) There are some significant active compressive reverse thrust faults extending in the NWW direction in the border between China and Nepal of the Himalayas areas, which can be divided into three belts, the south, middle and north. The middle belt is the network cross belts consisting of a number of short, intensive compressive reverse thrust faults, which are the seismogenic faults of theMs8.1 Nepal Earthquake. (2) The regions are divided into several blocks from east to west by the NNE—SN faults in the middle Himalayan and the distribution of the aftershocks were controlled by the Jilong- Zhangmu NS- trending faults. (3) This earthquake triggered at least 445 rock falls, landslides, dammed lakes and debris flow induced by snowmelt in the high mountains, which are mainly located in the upfaulted blocks and extend in the NWW direction, and are strictly controlled by the seismogenic fault and the high and steep mountains, in which 30 landslides with an area of over 24,000 m2occur, and the largest landslide has a volume of about 2.7×106m3.(4) Rock falls and landslides mainly occurred in the deep valleys extending in the NNE—SN direction, where most roads and villages exist. Therefore, these areas should be prevented as the key areas in Tibet.

Nepal；theMs8.1 Earthquake；active faults; geohazards

10.16030/j.cnki.issn.1000- 3665.2017.04.21

2016- 12- 11;

2017- 02- 14

国家自然科学基金面上项目(41372333)

武新宁(1977- )，男，工程师，主要从事区域地质及地震地质灾害调查研究。E- mail: 158213989@ qq.com

殷志强(1980- )，男，高级工程师，主要从事滑坡演化过程研究。E- mail: yinzq@mail.cigem.gov.cn

P315.2；P642.2

A

1000- 3665(2017)04- 0137- 08