颜丙雷,李 勇,贾召亮,邵崇建,颜照坤,刘玉法,闫 亮,马景露,李术江
(1.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610059;2.四川省地震局,四川成都 610041;3.成都理工大学地球科学学院,四川成都 610059)
·灾害监测与预测
康定Ms6.3地震发震断裂与震害特征
颜丙雷1,李 勇1,贾召亮1,邵崇建1,颜照坤1,刘玉法2,闫 亮1,马景露3,李术江3
(1.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610059;2.四川省地震局,四川成都 610041;3.成都理工大学地球科学学院,四川成都 610059)
摘 要:2014年11月22日在青藏高原东缘的鲜水河断裂带上发生了康定Ms6.3地震。通过分析康定Ms6.3地震的震源机制解、余震分布特征以及震害基本情况,对比了鲜水河断裂带南东段各次级断裂的全新世活动性特征,认为此次地震的发震断裂为鲜水河断裂带南东段的色拉哈-康定断裂,并初步判断该地震可能为一次强震的原地复发事件。同时,综合地表变形特征及震害特征等情况,认为此次康定地震没有出现具有构造意义的地表破裂,其造成的房屋震害与建筑物结构密切相关。
关键词:鲜水河断裂带;活动速率;康定Ms6.3地震;等震线;震害特征
四川省甘孜藏族自治州康定县于2014年11 月22日突发Ms6.3地震,震源深度约18km,震中位于北纬30.3°,东经101.7°。震中距康定县城约40km,震中烈度为Ⅷ度[1]。至28日18时,初步统计有5人死亡,80人受伤,直接经济损失逾12亿元。震区于11月25日23时19分发生5.8级强余震,震中位于6.3级地震震中南约10km,这加剧了房屋和基础设施的损坏。
本文在整理前人大量研究资料的基础上,结合此次地震灾评工作中的实地调查与测量资料,对鲜水河断裂带全新世活动性特征、康定Ms6.3地震的基本特征进行了系统的研究,并对地震震害特征、等震线分布特征、强震原地复发事件等问题进行了分析讨论,以期能为该地区震后重建和未来的防震减灾工作提供依据。
根据康定Ms6.3地震发震构造简图,此次地震发生于鲜水河断裂南东段,区内以北西向构造为主(图1)[2]。该断裂带整体走向 N46°~51° W,倾角较陡,一般为61°~71°,断面总体倾向NE、部分倾向SW[3]。从康定Ms6.3地震震源机制解可知,断层节面1走向=149°、倾角=84°、滑动角=-8°,节面2走向=240°、倾角=82°、滑动角=-174°,初步推断此地震为一次走滑型为主的地震[4]。自康定Ms6.3地震发生之日至11月26日共记录到余震700余次,其中5.0~5.9级1次,4.0~4.9级0次,3.0~3.9级地震0次[5]。整个地震余震序列沿色拉哈-康定断裂呈NW走向等间距分布,与该断裂走向一致(图2)。另外,据中国地震局发布的康定Ms6.3地震烈度图修订,其长轴也为NW向(图5)。因此,根据震源机制解、余震分布特征以及等震线长轴方向判断,康定Ms6.3地震的发震断裂应为NW走向的色拉哈-康定断裂。
从震源深度上看,沿AA’剖面显示,多数余震震源深度位于10km范围内,有由NW向SE方向余震震源深度逐渐变浅的趋势。垂直于发震断裂的剖面(BB’)显示,余震主要发生在距发震断裂左右两侧5km范围内,展布较窄,整体倾角陡立。此外,诸多学者的研究表明,色拉哈-康定断
康定地震的发震断裂为鲜水河断裂带南东段的色拉哈-康定断裂,对鲜水河断裂全新世活动性的研究,有助于我们对此次地震的发震构造进行更加深入的理解。鲜水河断裂不是一条单一断裂,在空间上表现为一系列次级断裂组成的断裂带。分别为炉霍断裂、道孚断裂和乾宁断裂,中谷断裂、雅拉河断裂、色拉哈-康定断裂、折多塘断裂以及磨西断裂[7-9](图3)。总体而言,鲜水河断裂带的空间分布特征表现为:南东段结构较为复杂,北西段结构相对单一,断裂带整体呈现向北凸出的弧形,断裂主体倾向NE,部分倾向 SW,倾角大致为54°~81°之间[8]。
在全新世鲜水河断裂的活动形式以左旋走滑运动为主,局部表现挤压特性[6,11]。其活动性在地貌上主要表现为:冲沟、河流阶地、冰碛垄岗及倒石堆等沿断裂带常被左旋错断,而且沿断裂带发育拉分盆地、断塞塘、构造石林等地貌[8-10,12-13]。 鲜水河断裂为全新世的活动断层,其活动性可以通过其断裂的活动速率加以研究。
表1 鲜水河断裂带全新世滑动速率Tab.1 Holocene sliding rates of the Xianshuihe tectonic belt
康定Ms6.3地震发震于鲜水河断裂带的南东段,因此本文重点对鲜水河断裂带南东段各次级断裂的全新世活动性进行了对比分析。基于前人对鲜水河断裂带南东段各段研究获得的滑动速率数据(表1),编制了鲜水河断裂南东段各段滑动速率分布图,可以更直观地反映鲜水河断裂南东段各段滑动速率的空间差异性(图4)。图4显示:鲜水河断裂带南东段各段滑动速率变化较大,其中色拉哈-康定断裂的滑动速率约为7±1mm/a,雅拉河断裂的滑动速率约为2±1mm/a,中谷断裂的滑动速率约为3mm/ a,折多塘断裂的滑动速率约为4±1mm/a。色拉哈-康定断裂的滑动速率明显高于其他次级断裂,较为直观地说明了该段断裂在全新世具有较高的活动性。
近几十年间,许多专家都曾对该段断裂是否将会发生区域性强震进行推断,如闻学泽等认为康定段落地震的平均复发周期为 225~310年[17],周荣军等认为色拉哈-康定断裂的强震复发周期约为230~350a[15]。此次康定Ms6.3地震发震时间距离1725年康定Ms7.5地震289年,处在相关研究学者预测的平均复发周期内。根据相关学者的研究,1725年康定Ms7.5地震的震中位于色拉哈-龙启马沟地段一带[18],与此次康定Ms6.3地震的震中位置相近(图3)。据此推测此次康定Ms6.3地震为1725年康定Ms7.5强震的周期性原地复发事件。
3.1 烈度分布特征
鉴于11月25日发生了5.8级强余震,中国地震局现场工作队依据《地震现场工作:调查规范》(GB/T 18208.3—2011)、《中国地震烈度表》(GB/T 17742—2008),对地震烈度进行了重新修订,并于11月27日公布康定6.3级地震烈度图(修订)[19],根据烈度图修订资料和笔者随地震局现场工作队的实地灾害复查结果:地震最高烈度为Ⅷ度,等震线长轴方向总体呈北西向,总体呈NWW向椭圆形,Ⅵ度区及以上总面积约11000余平方千米,涉及四川省甘孜藏族自治州道孚县、丹巴县、康定县、雅江县、泸定县等5个县,共造成39个乡镇受灾(图5)。
此次地震震中最高烈度为Ⅷ度,各等震线总体沿鲜水河构造带呈N30°~40°W方向不规则椭圆状分布,长、短轴之比为6∶1~7∶1左右,NW向椭圆边缘弧度较小,南东向椭圆边缘弧度较大,其等震线长轴方向与发震断裂色拉哈-康定断裂的走向一致。根据相关资料,构造应力场分析结果为区域构造应力场水平最大主应力优势分布方位为NWW—SEE向[20]。分析认为区域构造应力场水平最大主应力方向决定了此次地震发震断裂具有左行走滑的特征,发震断裂的走向又控制了等震线长轴的方向,即NWW向。
3.2 房屋震害特征
三是切实做好规划设计审查工作。按照“十二五”水利重点工程建设布局和民生水利建设的要求,进一步推进防洪薄弱环节、重要水源与水资源配置、农村水利、水土保持等水利工程建设前期工作。深入研究加快水利前期工作的措施,进一步完善技术保障体系,优化审查组织方式,提高审查质量和效率,确保大规模水利建设的需要。
(1)Ⅷ度区(强震区):共涉及4个乡镇,面积约540km2。区内房屋毁坏严重,大部分石木结构房屋毁坏或严重破坏,墙体不同程度的倾斜、变形、垮塌以及墙体贯穿性破裂普遍。部分砖混结构房屋毁坏,墙体开裂、倾倒以及部分墙体出现X型剪裂。框架或框剪结构房屋少数水泥柱被X型剪裂,填充墙与梁柱之间部分出现水平裂缝或斜裂缝(图6)。
(2)Ⅶ度区:共涉及 12个乡镇,面积约2340km2。区内房屋破坏严重,个别石木结构房屋倾倒,部分墙体毁坏,多数墙体开裂。少数砖混结构房屋墙体开裂严重,部分墙皮或装饰物脱落。部分框架结构或框剪结构水泥柱有细微裂纹,多数填充墙或填充墙与梁柱之间开裂明显(图7)。
(3)Ⅵ度区:共涉及 39个乡镇,面积约8180km2。少数石木结构房屋墙体开裂严重,多数外墙轻微裂缝,但木结构多数完好。砖混结构房屋极少数墙体出现明显的贯通裂缝,部分房屋门窗部位出现斜裂纹[21]。极个别框架结构和框剪结构房屋梁柱出现细微裂纹,部分填充墙或填充墙与梁柱之间出现水平裂纹和斜裂纹。
不同结构房屋的抗震性能不同,框架结构抗震性能最好,砖混结构次之,石木结构破坏程度最严重。同一结构的房屋在不同烈度区的破坏程度不同,距离震中越近破坏程度越严重。另外,处于地震发震断裂沿线的房屋破坏程度要大于断裂两侧房屋的破坏程度。
3.3 地质灾害特征
通过对各灾害调查小组的野外资料进行统计和整理,没有发现具有构造意义的地表破裂,可观察的破裂形式主要表现为局部疑似喷砂冒水、小型滑坡地和地裂缝(图2)。同时,从所得到的调查资料来看,此次康定Ms6.3地震的地表破裂程度、各地质灾害点的影响面积远远小于4·14青海玉树7.1级地震、8·03云南鲁甸6.5级地震。分析其原因,作者认为,一方面是此次康定Ms6.3地震的震级相对较小,远小于青海玉树地震和云南鲁甸地震,所以其地震时所释放的能量也相对较小。另一方面,其震源深度为18km,远大于玉树地震和云南鲁甸地震。一般而言,震源深度越大,能量传播过程中的损失就越大,其对地面所造成的危害程度就越小。
本文基于康定地震的基本特征分析及其所处的鲜水河构造带全新世活动性分析,对康定6.3级地震的构造背景、震害特征以及等震线特征进行了深入的探讨,初步获得以下几点认识:
(1)根据康定Ms6.3地震震源机制解节面走向、余震分布位置与方向以及地震烈度长轴方向判断,康定Ms6.3地震的发震断裂应为NW走向的色拉哈-康定断裂。
(2)康定Ms6.3地震的发震断裂位于鲜水河断裂带带南东段,与周边断裂相比该断裂在全新世具有较高的活动性,康定地震正是在色拉哈-康定断裂全新世强烈活动的构造背景下发生的。
(3)康定Ms6.3地震仅造成部分地区出现规模较小的疑似喷砂冒水、地裂缝和小型滑坡等地质现象,没有出现具有构造意义的地表破裂现象,反映出此次康定Ms6.3地震地表破裂不明显,未达到触发明显地表破裂的能量要求。
(4)结合此次康定地震地表变形特征及震害特征等情况,分析认为此次康定地震所造成的房屋震害与建筑物结构密切相关。
致谢:感谢审稿专家提出宝贵意见,感谢国家地震局和四川省地震局各位专家在抗震应急行动中给予的指导,同时也要感谢在论文写作过程中给予帮助的各位同事以及地震局的同志所给予的图片支持。
参考文献
[1] 2014年11月22日16时55分四川省甘孜藏族自治州康定县发生M6.3级地震[EB/OL].(2014-11-22)[2015-07-10].http://www.cea.gov. cn/publish/dizhenj/464/515/2014112217570931085 6350/index.htmh.
[2] 四川省甘孜藏族自治州康定县6.3级地震地震构造图[EB/OL].(2014-11-23)[2015-07-10]. http://www.eq-igl.ac.cn/upload/images/2014/11/ 2311341155.jpg.
[3] 唐荣昌,钱洪,张文甫,等.道孚6.9级地震的地质构造背景与发震构造条件分析[J].地震地质,1984,6(2):33-34.
[4] 赵旭.康定MS6.3级地震震源机制解[EB/OL]. (2014-11-23)[2015-07-10].http://www.csi.ac. cn/manage/eqDown/31RollingTop/Ball.html.
[5] 康定Ms6.3级地震余震统计[EB/OL].(2014-11-26)[2015-07-10].http://www.cea.gov. cn/publish/dizhenj/468/553/101420/101428/ 20141126163922877352575/index.html.
[6] 唐文清,刘宇平,陈智梁,等.鲜水河断裂及两侧地块的GPS监测[J].西南交通大学学报,2005,40(3):313-317.
[7] 闻学泽,C.R.Allen,罗灼礼,等.鲜水河全新世断裂带的分段性、几何特征及其地震构造意义[J].地震学报,1989,11(4):362-372.
[8] 钱洪,C.R.艾伦,罗灼礼,等.全新世以来鲜水河断裂的活动特征[J].中国地震,1988,4(2):11-20.
[9] 李天祒.鲜水河断裂带及强震危险性评估[M].成都:四川科学技术出版社,1997:143-152.
[10] 唐荣昌,韩渭宾,黄祖智,等.四川活动断裂与地震[M].北京:地震出版社,1993:323-334.
[11] 熊探宇,姚鑫,张永双.鲜水河断裂带全新世活动性研究进展综述[J].地质力学学报,2010,16 (2):176-188.
[12] 潘懋,梁海华,蔡永恩,等.中国川西地区鲜水河断裂和则木河断裂几何学、运动学特征及地震活动性对比研究[J].中国地震,1994,7(1):28-37.
[13] 唐荣昌,文德华,邓天岗,等.1973年炉霍7.9级地震的地裂缝特征及地震成因的初步探讨[J].地球物理学报,1976,5(1):18-27+71-74.
[14] 邓天岗.鲜水河活动断裂带[M].成都:四川科学技术出版社,1989:124-131.
[15] 周荣军,何玉林,黄祖智,等.鲜水河断裂带乾宁—康定段的滑动速率与强震复发间隔[J].地震学报,2001,23(3):250-261+336.
[16] 徐锡伟,闻学泽,郑荣章,等.川滇地区活动块体最新构造变动样式及其动力来源[J].中国科学(D辑:地球科学),2003,11(1):151-162.
[17] 闻学泽.鲜水河断裂带未来三十年内地震复发的条件概率[J].中国地震,1990,6(4):10-18.
[18] 龙德雄,邓天岗.1725年康定7(1/2)级地震发震构造问题的讨论[J].四川地震,1991,4(1):37-44.
[19] 四川康定6.3级地震烈度图(修订)[EB/OL]. (2014-11-27)[2015-07-10].http://www.cea. gov.cn/publish/dizhenj/468/553/101420/101423/2014 1127181115565913889/index.html.
[20] 康定Ms6.3地震周边构造应力场图 [EB/OL]. (2014-11-23)[2015-07-10].http://www. eq-icd.cn/showinfo.asp?ArticleID=23988.
中图分类号:P315.9
文献标识码:A
文章编号:1673-8047(2016)02-0001-09
收稿日期:2015-09-15
基金项目:国家自然科学基金项目(41372114)
作者简介:颜丙雷(1991—),男,硕士研究生,主要从事构造与地震灾害方面的研究。裂全新世具有左旋性的构造活动特征[6,11]。由此,进一步证明了康定Ms6.3地震的发震断裂应为NW向的色拉哈-康定断裂,其具有倾角较陡、左旋走滑的特征。
Seismic Fault and Seismic Damage Characteristics of Kangding Ms6.3 Earthquake
Yan Binglei1,Li Yong1,Jia Zhaoliang1,Shao Chongjian1,Yan Zhaokun1,Liu Yufa2,Yan Liang1,Ma Jinglu3,Li Shujiang3
(1.National Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu,610059,China;2.Earthquake Administration of Sichuan Province,Chengdu 610041,China;3.School of Earth Sciences,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China)
Abstract:On Nov.22,2014,the Kangding Ms6.3 earthquake occurred on the Xianshuihe tectonic belt at the eastern margin of the Tibetan plateau.This article analyzed the focal mechanism solution,the distribution characteristics of aftershocks and the basic situation of damage of Kangding Ms6.3 earthquake,and compared the characteristic of Holocene activity of each secondary fracture in the south eastern Xianshuihe fault zone.The authors believe that the seismogenic fault is the Selaha-Kangding fault.Meanwhile,integrating the Kangding earthquake ground surface deformation and damage characteristics,the authors consider that Kangding earthquake did not show tectonic significance of surface rupture,and the building damage was closely related with the structure of buildings.
Keywords:Xianshuhihe tectonic belt;activity rate;Kangding Ms6.3 earthquake;Isoseismal;characteristics of earthquake damage