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泸定6.8 级地震浅析

2023-01-30撰文范晓

大自然探索 2022年12期
关键词:鲜水河泸定大渡河

撰文 范晓

供图 杨勇 杨捷 范晓 胡凯衡 张伟峰 等

泸定6.8 级地震显示川西强震活动欲静未止

2022 年9 月5 日12 时52 分,在四川省甘孜藏族自治州泸定发生6.8 级地震,震中位于北纬29.59°,东经102.08°,震源深度16 千米。震中的地理位置在大渡河右岸、磨西沟支流海螺沟与大渡河支流湾东河之间,泸定的磨西镇与得妥镇辖区相邻处。

据泸定地震抗震救灾省市(州)县前线联合指挥部通报,截至2022 年9月11 日17 时,此次泸定6.8 级地震造成93 人遇难,另有25 人失联,医院救治伤员423 人(其中危重伤6 人,重伤42 人)。地震刚发生时,四川省启动了省级地震二级应急响应,但随着人员死亡数字增加,四川省于9 月5 日晚将省级地震二级应急响应调整为一级。

此次泸定地震导致11 万余人受灾,5 万余间房屋损坏。道路方面,经过震区的雅叶(四川雅安—新疆叶城)高速公路、318 国道、108 国道、211 省道、217 省道,以及其他县乡村道因崩塌、滑坡而全部断道;通信方面,289个基站退出服务,光缆受损累计55 千米,通信中断业务影响户数达3.5 万户;供电方面,线路跳闸和变电站受损停运,造成43158 户用户停电。

217 省道,因地震造成崩塌、滑坡而断道(杨捷 杨勇 摄)

据应急管理部发布,泸定6.8 级地震的最高烈度为Ⅸ度(9 度),Ⅸ度烈度区面积280 平方千米,主要涉及甘孜藏族自治州泸定县的磨西镇、得妥镇、燕子沟镇和德威镇;雅安市石棉县的王岗坪彝族藏族乡、草科藏族乡和新民藏族彝族乡,共计7 个乡镇。

其实,自2022 年以来,四川西部的地震带一直未消停,5 月至6 月,在四川汉源、芦山和马尔康就曾发生多次强震、中强震。在泸定6.8 级地震之后,截至2022 年9 月12 日8 时,共记录到余震2715 次。其中,地震震级大于等于2.8 级的余震20 次,最大余震4.5 级。

2022 年9 月5 日泸定6.8 级地震余震分布图 (据中国地震局地震预测研究所)

沿大渡河大岗山水库的217省道,滑坡石块砸中汽车(杨勇 杨捷 摄)

2022 年9 月8 日下午,四川省雅安市石棉县草科乡,211 省道旁被崩塌石块砸坏的车辆(胡凯衡 摄)

小知识

四川省地震二级应急响应:10 人以上、30 人以下死亡和失踪,或人口密集地区发生6.0 ~6.9 级地震,或其他地区发生6.5 ~7.4 级地震。

四川省地震一级应急响应:30 人以上死亡和失踪,或人口密集地区发生7 级以上地震,或其他地区发生7.5 级以上地震。

地震烈度Ⅸ度(9 度)的建筑破坏标志:砖(土、石)木结构房屋大多数毁坏和严重破坏;穿斗木构架房屋少数毁坏,多数严重破坏和中等破坏;设防砖混结构房屋多数严重破坏和中等破坏,少数轻微破坏;未设防砖混结构房屋少数毁坏,多数严重破坏和中等破坏;钢筋混凝土框架结构房屋少数严重破坏,多数中等破坏和轻微破坏。

为什么泸定6.8 级地震的灾害损失这么大?

2008 年汶川特大地震震后,四川境内已发生多次强震。此次泸定6.8 级地震的震级并不算太高,但造成的人员伤亡和损失却较大,超过2017 年的九寨沟7 级地震,仅次于2013 年的芦山7 级地震。这是为什么?

据统计,本次地震造成的死亡和失联人员中,81.4%为山体崩塌、滑坡、滚石等所致,18.6%为房屋倒垮所致。地震之所以引发大量山体崩塌、滑坡,导致严重的人员伤亡,其实与这一地区的地形地貌有关。

震区地处横断山系之大雪山脉的主峰、海拔7556 米的贡嘎山东坡。这里是青藏高原向四川盆地过渡的高山峡谷区,也是地球陆地表面地形反差最大的区域之一。最低处的大渡河河谷海拔仅1000 米左右,与贡嘎山的相对高差却超过6400米,而两者的直线距离只有26 千米左右。由于地形极为陡峭,这里历来是崩塌、滑坡和泥石流等灾害的易发区,再加上2008 年汶川特大地震,以及其后的芦山、康定、汉源和马尔康等多次发生地震的影响,山体的脆弱性大为增加,使此次地震诱发了严重的崩塌、滑坡等地质灾害。

泸定6.8 级地震烈度示意图制图:地理公社 杨勇

虽然此次泸定6.8 级地震不及2013 年的芦山7 级地震、2017 年的九寨沟7 级地震的震级高,最高烈度也同为Ⅸ度,但此次泸定地震的Ⅸ度烈度区范围却高达280 平方千米,超过了芦山7 级地震的208 平方千米、九寨沟7级地震的139 平方千米。

此次泸定地震的Ⅸ度烈度区范围大,建筑物破坏严重,也与这一地区的地形地貌有关。一方面,依山坡而建的村落易受山体崩塌、滑坡的影响;另一方面,这一区域村镇聚落较集中的台地、阶地,大都有高陡的边坡,强震极易导致边坡滑塌,台地、阶地表面拉裂、沉陷,使建筑物遭到破坏。另外,引发地震的活动断裂在这一区域往往沿着村镇聚落集中的河谷地带延伸,这也对建筑破坏和经济损失有更直接的影响。

据来自四川省地震应急服务中心的消息:泸定、石棉两县原有的地质灾害隐患点数量多、分布广,此次地震前普查登记在册的有480 处;地震发生后,截至9 月7 日结束的首轮应急排查,部分原有地质灾害隐患点变形加剧,震后又新增169 处。

大渡河大岗山水库沿岸边坡高陡,强震易造成边坡滑塌(杨捷 杨勇 摄)

此次地震引发的次生灾害,较为引人注目的是大渡河一级支流湾东河因山体滑坡形成的堰塞湖。9 月5 日19 时15 分,甘孜藏族自治州水利局报告,湾东河断流已超过6 个小时,四川省水利厅于当晚发布组织下游可能受威胁区域的群众避险转移的紧急通知。

后经查明,堰塞湖形成于湾东河下游有左岸支流汇入的地方,造成湾东村、紫雅场村约上千名群众被困。所幸湾东河规模不大,河长26.98 千米,流域面积166.08 平方千米,河口多年平均流量每秒5.56 立方米。根据常年流量以及河道断流总共约16 小时计算,堰塞湖库容约60 万立方米,规模亦不算太大。9 月6 日凌晨,堰塞湖湖水翻坝自然泄流,最大流量为每秒150 ~200 立方米,水流进入湾东河下游大渡河干流上的大岗山电站水库。经过近12 个小时的泄流,流量降至每秒10 ~15 立方米,风险基本消除。

泸定6.8 级地震的地质奥秘

泸定6.8 级地震的发震断裂是著名的“鲜水河断裂带”,该断裂带因中段平行雅砻江的一级支流“鲜水河”而得名。鲜水河断裂带是川滇“Y”断裂系北段两叉中向西北方向延伸的一支,向西北可延至甘孜、石渠和玉树地区;向东南在康定附近转为近南北走向,在石棉以南过渡为南北走向的安宁河断裂带,并经则木河断裂带、小江断裂带延伸至云南的通海、建水附近。

川滇区域断裂构造格架图(潘懋等,1994)①甘孜—玉树断裂带(鲜水河断裂带西北段) ②鲜水河断裂带 ③安宁河断裂带 ④则木河断裂带 ⑤小江断裂带 ⑥红河—金沙江断裂带⑦龙门山断裂带

根据全球卫星导航系统测量结果得出的泸定6.8 级地震的同震形变场(据中国地震局地震预测研究所)

鲜水河断裂带是中国西部著名的强震活动带,历史上频发震级大于6 级甚至大于7级的地震。它的主要活动方式是沿陡立的断裂面发生逆时针(左行)的走向滑动。此次泸定6.8 级地震的断裂活动方式也不例外。鲜水河断裂带的活动,主要与青藏地块遭受南北向挤压后,向东的挤出和滑动有关。有研究表明,一万年以来的全新世,鲜水河断裂带一些段落的平均滑动速率可以达到每年15 毫米左右。每年15 毫米看似不起眼,但若以地质年代或以万年为单位的时间尺度来看,变化甚巨。

由于鲜水河断裂带在晚新生代以来的强烈活动,在地貌上也留下十分清晰的印记,沿断裂带常常见到水系、沟谷、阶地和冰碛体被错断的现象,以及串珠状分布的断陷盆地和这些盆地之间隆起的分水岭高地。泸定6.8 级地震震中位于鲜水河断裂带南段康定至石棉的南北走向段,由康定向南沿雅家埂垭口、磨西河、大渡河一线的断陷低地与河谷,也是鲜水河断裂带长期活动的结果。

据中国地震局地震预测研究所发布的简报,此次6.8 级地震的发震断层走向160°(南南东方向),断层面向西倾斜,倾斜角度约80°。此次地震的起始破裂发生在海螺沟下方深度约12.8 千米处,同时沿断裂往两侧扩展,整个破裂过程持续了约18 秒,在约7 秒后破裂转为主要往东南方向发展,破裂总长度达40 千米(燕子沟以南至新民以北),破裂方向与鲜水河断裂走向基本平行,最大滑动量达1.84 米(海螺沟下方约13 千米处)。

四川省雅安市石棉县211 省道旁被地震破坏的房屋和对面崩塌的山体(张伟峰 摄)

此次地震破裂以走滑运动为主,但在起始破裂点正上方及湾东村偏南的地下6~10 千米处出现较明显的逆冲运动(倾斜的断层面上方的地块向上运动)。这可能表明,在鲜水河断裂带由北西向转为近南北向的地段,由于受到东边地块的阻挡,西侧地块垂向上冲的特征更加明显。

中国地震局地球物理研究所等其他多个单位的研究结果表明,此次地震沿鲜水河断裂带的破裂,以向东南方向扩展的破裂占优。同震变形测量亦表明,震中东南方向约40 千米的测站具有最大的同震变形量,约为18 毫米。

川滇“Y”形断裂系把附近的地块分成了三个部分,北边是巴颜喀拉三角地块,西边是川滇菱形地块,东边是华南地块。鲜水河断裂带西南侧的川滇菱形块体,相对于巴颜喀拉三角地块、较稳定的华南地块,具有更大的向东南方向的运动速度,具有更主动的运动特征,这是川滇菱形地块向东被挤出的效应,也因此沿鲜水河断裂带的走向形成逆时针错动,此次地震就发生在川滇菱形地块东缘运动速度突然变化的边界上。

川滇地区未来的强震可能会发生在何处?

1786 年康定7.75 级地震得妥附近的滑坡遗迹

发生泸定6.8 级地震的鲜水河断裂带及其南延的安宁河、小江断裂带,是川滇地区地震活动最强烈的断裂带。与地球上其他许多断裂带一样,它不是一条贯通的单一断裂带(虽然在地质图上常常用单一的断层线来概括表示),而是许多断裂呈斜列的方式相接续。这种斜列方式就像空中雁阵之一列,所以也被称为“雁行排列”。因此,整个断裂带的地震活动,也呈一个个段落集中分布,其间是地震相对较稀少的地段。此外,沿整个断裂带,地震也呈现来回迁移的特点。

2022 年9 月7 日下午,四川省甘孜州泸定县磨西镇,站在磨西台地边眺望岸坡的垮塌(胡凯衡 摄)

泸定6.8 级地震震中,位于鲜水河断裂带南段的康定—石棉强震活动区。该区段历史上最近的震级大于7 级的强震分别是:1725 年康定(色拉哈,木格措西北侧)7 级地震;1786 年康定(雅家埂)7.75 级地震;1955 年康定(折多塘)7.5 级地震。其中,1786 年7.75 级地震震中离本次地震震中最近。

1786 年康定7.75 级地震,也是四川省内历史上著名的大地震,震中区烈度大于Ⅹ度(10 度),并在今泸定得妥镇附近的大渡河右岸摩岗岭一带引发大规模山崩,堵塞大渡河形成堰塞湖,河水倒灌百余里(1 里=500 米)。大渡河断流9 天后,堰塞湖溃决,洪水水头高约十丈(1 丈≈3.3 米),势如山倒。堰塞湖以下大渡河沿岸的市镇“一洗尽净”。洪峰到达嘉定(今乐山)时,浪头高数丈。嘉定府西南城垣被冲塌数百丈,洪水由大渡河入岷江处沿岷江逆水倒灌约十里,大渡河、岷江下游沿岸漂溺者以万计。

泸定6.8 级地震震区景观示意图(王治 摄)制图:地理公社 杨勇

一次强震发生后,人们往往会问:下次强震会发生在何处?笔者以为,虽然巴颜喀拉地块北缘以及“Y”形断裂系北段两叉,近十几年频现大于等于7 级的地震,但泸定以南的鲜水河、安宁河、则木河、小江等断裂带,无大于6 级的地震已超过37 年,“Y”形断裂系南段,无大于7 级的地震已超过52 年,而历史上,这一区段震级大于7 级甚至8 级的强震频发。因此,这一区段未来具有地震风险,值得高度关注。

此次泸定6.8 级地震,相对于此前“Y”形断裂系北段的强震而言,表现出向南迁移的趋势。中国地震局地震预测研究所计算了2022 年泸定6.8 级地震对鲜水河断裂带南段、大凉山断裂带、安宁河断裂带和龙门山断裂带南段造成的库仑应力(作用于断层的力)触发作用。结果显示,泸定6.8 级地震对鲜水河断裂带南段和安宁河断裂带北段的库仑应力均超过了触发临界值(阈值),但对龙门山断裂带南段、大凉山断裂带北段的库仑应力并未达到触发临界值。这一研究结果可供判断未来强震风险区参考。从鲜水河断裂带南段到安宁河断裂带,再到小江断裂带,未发生震级大于7 级地震的时间已有数十年,我们应该把对未来强震警惕的目光更多地投向这里。

地震预报和地震预警技术

近年来,地震预警技术已得到广泛应用。强震来临之时,在地震波及区内的人们,都可以从手机等通信设备上接收到地震发生的位置、震级、地震波将要到达的时间等信息。此次泸定地震,四川当地居民在自己的手机上提前收到预警。有成都的网友表示提前19 秒收到地震预警。

需要说明的是,地震预警并不是地震预报。地震预报是地震尚未发生时,对地震将要发生的时间、地点和震级做出预告。如果是对未来数月或数年甚至更长时间内的地震预报,一般称之为“地震的中长期预测”;真正重要的是对地震的短期临震预报,一般是对未来数月或数周之内将要发生的地震做出时间、地点、震级等较为准确的预报,这也被称为“地震的短临预报”。

目前,在全世界范围内,地震的短临预报都还是一个难以解决的科学难题。而地震预警可以在一定程度上发挥防灾减灾的作用,它利用地震波向四周传播有一个时间过程,可以提前告知一定距离之外的波及区的人们对强震采取紧急避险措施。但对于极震区及其附近的高烈度区来说,由于就在震中附近,是没有足够时间通过预警来紧急避险的。因此,对于地震的防灾减灾,最重要的落脚点还是在于:建筑抗震达标;建筑避让活动断层等高风险区;制定良好的应急预案;进行应急避险的公众教育和日常演练等。

凉山石碑记录的地震历史

安宁河流域的西昌邛海,处在安宁河断裂与则木河断裂的交会处,因此历史上频频发生破坏性的强烈地震。也正是由于断裂带的长期活动,才导致了邛海盆地的不断沉陷。这种沉陷,一方面使断陷盆地积水成湖,另一方面使邛海西侧的泸山成为抬升的断块山,这就像云南的滇池与西山、洱海与苍山的关系一样。

安宁河流域以及四川凉山地区历史上频繁的地震,不仅在史书中留下记载,人们还用铭石刻碑的方式记录地震事件及其带来的灾害。20 世纪70 年代以来,人们将散布于凉山州各地的有关地震的碑刻收集起来,集中保存于俯瞰邛海的泸山光福寺,由此形成罕见的地震碑林,被视为可与西安碑林、曲阜孔庙碑林、台湾高雄南门碑林并称的四大碑林之一。但以地震为主题的碑林仅此一处,举世无双。目前,保存有自明嘉靖年间以来的地震碑刻105 块,成为极其珍贵的历史档案。这些历史记录也给予了人们对未来地震灾害的重要警示。

(卢云 摄)

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