姚　远,胡伟华,吴国栋,谭　明,阿里木江,常想德,罗　炬

(新疆维吾尔自治区地震局,新疆 乌鲁木齐 830011)



震灾报道

2015年7月3日新疆皮山MS6.5地震烈度与地震地质灾害特点①

姚远,胡伟华,吴国栋,谭明,阿里木江,常想德,罗炬

(新疆维吾尔自治区地震局,新疆 乌鲁木齐 830011)

2015年7月3日新疆和田地区皮山县发生的MS6.5地震极震区烈度达到Ⅷ度,砂土液化、地裂缝和崩塌等地质灾害发育。极震区内砂土液化发生范围广泛,地表发生喷砂冒水和边坡的侧向移动,对道路、水利等设施造成了严重的破坏;地裂缝断错多处路面,宽度最大达30 cm,裂缝多呈NWW走向;崩塌主要发生在高阶地边坡地带,人烟稀少,未造成人员、财产损失。本次地震地质灾害是新疆近十年来MS6以上较为严重的一次。

2015年皮山MS6.5地震; 地震地质灾害; 砂土液化

0　引言

2015年7月3日9时7分,新疆维吾尔自治区和田地区皮山县(37.6°N,78.2°E)发生MS6.5地震,震源深度10 km,震中烈度Ⅷ度。灾区总面积达到14 580 km2,涉及和田地区皮山县及喀什地区叶城县。

本次地震发生于西昆仑山地隆起区与塔里木盆地过渡地带,震区中部以风积、冲积平原及倾斜平原区为主,北部为塔里木盆地南缘沙漠地区,南部为西昆仑山前的中、高山及丘陵区。新构造运动以来,西昆仑随着帕米尔的隆升,塔里木盆地持续下降,西昆仑山前分布多条活动断裂,在塔里木盆地边缘地带分布有泽普隐伏断裂和皮山东南隐伏断裂,此次地震的微观震中位于这两条隐伏断裂之间(图1)。泽普隐伏断裂是塔里木盆地西南大型的隐伏断裂,断裂走向NW-NWW,从莎车县西南经泽普县延至皮山县东南。该断裂是与泽普背斜相伴生的逆断层,断错第四系—寒武统,属于第四纪隐伏活动断层。

图1　2015年7月3日皮山MS6.5地震区域构造图Fig.1　The regional structuring map of Pishan MS6.5 earthquake on July 3,2015

1　地震烈度判定

本次地震震中主体位于新疆和田地区皮山县,震中海拔1 400 m。对灾区3个县(皮山县、墨玉县、叶城县)320个烈度调查点展开实地调查,烈度图等震线长轴呈NWW走向分布(图2)[1]。其中Ⅷ度极震区的长半轴为24 km,短半轴14 km,面积达到1 110 km2,涉及皮山县固玛镇、皮西那乡、科克铁热克乡、木奎拉乡及兵团第十四师皮山农场;Ⅶ度区,长半轴达到45 km,短半轴为32 km,面积达3 410 km2,涉及皮山县固玛镇、皮西那乡、科克铁热克乡、木奎拉乡、乔达乡、木吉镇、桑株乡、阔什塔格乡、巴什兰干乡及兵团第十四师皮山农场;Ⅵ度区西北自叶城县喀格勒克镇,东南至皮山县皮亚勒玛乡,长半轴为90 km,短半轴为51 km,面积10 060 km2。Ⅵ度区及以上总面积为14 580 km2[2]。

2　地震地质灾害特征

皮山地震宏观震中位于皮山县皮西那乡,极震区烈度达到Ⅷ度,极震区长轴方向NWW。在极震区及Ⅶ度区内发育有砂土液化(喷砂冒水)、地裂缝、崩塌等地震地质灾害(表1)。

2.1砂土液化与喷砂冒水

砂土液化是饱和的粉砂、细砂在震动作用下,砂层中的孔隙水来不及排出,孔隙水压力突然升高,有效应力减小,致使砂土层出现液态的物理性状。砂土液化的机制就是饱和疏松的粉砂、细砂土在震动力的作用下颗粒间的链接骨架丧失,颗粒移动、变密的过程。由于粉砂与细砂的渗透力较弱,骨架消失后孔隙水压力会急剧增大,当孔隙水压力达到并超越总应力时,砂土体的有效应力降为0,砂颗粒悬浮于水中,砂土体即发生液化[3-4]。

图2　2015年7月3日皮山MS6.5地震烈度图*新疆维吾尔自治区地震局，2015年7月3日皮山6.5级地震灾害损失评估报告.2015

表1　地震地质灾害分布特征表

本次地震在极震区有大量的喷沙冒水现象,其中在皮西那乡5队,农田出现多处喷砂冒水现象,喷砂口直径约30 cm,喷出锥直径达到1.5 m,喷出物为细砂和粉砂(图3)。

在皮山县固玛镇雅普泉北侧2.5 km处发现一系列的喷砂冒水口(图4),呈线状分布于农田低洼积水处。砂土液化还导致雅普泉北侧一水塘边的黄土边坡出现坍塌现象。本次地震中砂土液化造成的损失较大。

皮山县处于昆仑山西麓,山前地带北侧为塔克拉玛干沙漠,地基土主要由粉砂与细砂组成,分选级配较差。该区地下水位较浅,因此发生砂土液化的地点较多、情况较重。

2.2地裂缝

地裂缝一般指地震造成的没有明显错动的地面裂缝[5]。在地震烈度Ⅷ度的皮山县皮西那乡库木恰克村的果园内见两条地裂缝,其中西北侧地裂缝壁面近直立,走向300°,长20 m,宽30 cm,裂缝中植被根系斜拉呈水平右旋错动,错距达7 cm;东南侧地裂缝走向310°,长18 m,宽2～10 cm,植被根系斜拉右旋错动,错距为2 cm(图5)。

在皮山县皮西那乡5队,地裂缝断错道路,呈5列平行展布,总体分布宽约15 m。地裂缝的宽度在0.5～1.5 cm,且延伸至路边民院内,延伸长度达15～20 m,裂缝的总体走向为110°(图6)。

本次地震发现一些构造作用形成的地裂缝,如皮山县皮西那乡乡间公路上见柏油道路被挤压折断[图7(a)],距该处约500 m,有一条拉张型裂缝宽度达到15 cm[图7(b)]。以上现象说明,此次地震未在地表形成破裂带,但还是有一定的挤压变形,应属于同震变形。

2.3崩塌

皮山MS6.5地震发生在昆仑山前冲洪积扇前缘,极震区内地质灾害主要以砂土液化和地裂缝为主。在皮山县城西南面的巴什兰干乡,一些高阶地受到河流的侧向侵蚀形成临空面[5],其主要物质为胶结较为坚硬的晚更新统砾石及黄土,在本次地震中出现了不同程度的崩塌(图8)。

3　结论

通过对2015年7月3日皮山MS6.5地震的地质灾害调查分析,得到以下初步认识:

(1)本次地震的震级虽然不是特别大,但造成的地震地质灾害却非常丰富,尤其是砂土液化和地裂缝呈大面积片状分布;

图3　皮山县皮西那乡农田中喷砂冒水口Fig.3　The sandboils and waterspouts in farmland in Pixina town

图4　皮山县固玛镇喷砂冒水、塌陷Fig.4　The sandboils and waterspouts,and collapse in Guma town

图5　皮山县皮西那乡库木恰克村果园内地裂缝Fig.5　The ground fissures in orchard at Kumuqiake village

图6　皮山县皮西那乡地裂缝Fig.6　The ground fissures in Pixina town

图7　皮山县皮西那乡地裂缝断错公路Fig.7　Road broken by ground fissures in Pixina town

图8　皮山县巴什兰干乡高阶地临空面崩塌Fig.8　The free face of high terrace is collapse in Bashilangan town

(2)皮山县极震区内乡镇处于西昆仑山前冲洪积区前缘,地下水浅埋,冲积、淤积粉细砂为同震砂土液化提供了有利的地质条件,伴随着地表喷砂冒水、砂土体侧向滑动等次生地质灾害造成了道路开裂和路面下沉等破坏效应;

(3)同震砂土液化区主要分布在极震区,属于全新世粉细砂冲积、风积地层区域,液化严重区为皮山县皮西那乡低洼、老河道所在范围,而晚更新世的废弃高阶地由于地基稳定,未出现砂土液化,仅在部分区域出现了一定的崩塌。

References)

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Geological Hazard Characteristics and Seismic Intensity of July 3,2015,Pishan,Xinjiang,MS6.5 Earthquake

YAO Yuan,HU Wei-hua,WU Guo-dong,TAN Ming,Alimujiang,CHANG Xiang-de,LUO Ju

(Earthquake Administration of the Xinjiang Uygur Autonomous Region,Urumqi 830011,Xinjiang,China)

Based on field surveys,investigations,and seismo-geological hazards in relation to the Pishan,Xinjiang (MS6.5)earthquake that occurred on July 3,2015,this paper summarizes the associated distribution and development characteristics of sandy soil liquefaction,ground fissures,collapse,and ground deformation.The seismic intensity of the earthquake is described simply as follows.The earthquake occurred in Pishan county,Hetian City,Xinjiang,and the area of intensity of Ⅵ degrees ranged for 14 580 km2,from the west of the city to Kashi City in Yecheng County and to Moyu County,Hetian in the east.The meizoseismal area (Ⅷ degree)was 1 110 km2,the length of the major semi-axis was 45 km,and the length of the semi-minor axis was 32 km in the Ⅶ degree area.Seismo-geological hazards relating to this earthquake are mainly distributed in the meizoseismal area,where sandy soil liquefaction is particularly serious,and mainly occurred in Guma and Pixina Towns,Pishan county.The sand blasting nozzle was linearly distributed throughout a field of low-lying water,causing collapse of the loess side slope in the north of Yapu spring.Pishan county is located in the west of the Kunlun mountains and on the edge of the Tarim basin.The soil in this area is mainly composed of silt and fine sand,gradation is poor and groundwater shallow,thus sand soil liquefaction is very serious.Ground fissures and cracks occurring during the earthquake caused slight dislocation,and many can be seen in the meizoseismal area of Pixina town (ground fissures measuring 20 m long and 30 cm wide).Root systems show horizontal right lateral slip in these ground fissures,and the stagger distance is 2 to 7 cm.The road in Pixina Town was crushed and broken,which showed that the earthquake did not cause a rupture zone on the surface,but that compression deformation occurred,which is a type of co-seismic deformation.Although the magnitude of the Pishan earthquake was not large,it resulted in considerable seismo-geologic hazards,particularly sand soil liquefaction and ground fissures over a large area.Key words:the 2015 Pishan MS6.5 earthquake; seismic geological disasters; sand liquefaction

2015-07-29

新疆地震科学基金资助课题(201513);中国地震局地震应急青年重点任务(CEA_EDEM-201512)

姚远(1988-),男,工程师,主要从事地震地质研究。E-mail:yy8096658@126.com。

P315.9

A

1000-0844(2016)04-0663-06

10.3969/j.issn.1000-0844.2016.04.0663