從斷裂構(gòu)造形跡分析汶川地震構(gòu)造應(yīng)力場特征.pdf

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1、磅他鷺第3I卷第2期GEOLOGY0FSHAANXI文章編號：1001--6996(2013)02—0O44—O3從斷裂構(gòu)造形跡分析汶川地震構(gòu)造應(yīng)力場特征謝振乾(西安市地震局，西安710007)摘要：通過對四川汶川地震野外斷裂構(gòu)造形跡的實地考察的部分資料，結(jié)合汶川地震震源機(jī)制解等，分析了該區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場特征，對研究該區(qū)域地震活動有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：汶川；地震；斷裂；構(gòu)造形跡；應(yīng)力場中圖分類號：P542．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A2008年5月12日，我國四川汶川發(fā)生了震驚中外的8級大地震，給人民生命財產(chǎn)造成了巨大損失。汶川地震后，很多學(xué)者、專家曾對此

2、次地震從多方面進(jìn)行研究j，提出了自己的見解。大震之后余震不斷，并沿龍門山斷裂帶呈單極北東向擴(kuò)展，地震波的反演結(jié)果(陳運(yùn)泰等，2008)顯示地震破裂帶長度>300km，寬度50—70余km。筆者也曾深入災(zāi)區(qū)，對地震遺跡和構(gòu)造形跡進(jìn)行實地考察，獲得部分第一手資料，并通過對這些資料的分析，結(jié)合前人研究成果，從中獲得了該區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場的粗淺認(rèn)識。1震區(qū)區(qū)域地質(zhì)概況南北地震帶包括云南全省、四川西部、甘肅和青海東部及寧夏回族自治區(qū)等，是中國大陸中部南北走向的地震密集帶、復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造帶，地處我國大陸地勢西高東低的階梯式陡坎部位，地形對照極為明顯。地球物理資料顯示

3、為陡變的條帶狀重力負(fù)異常帶，其兩側(cè)地殼厚度和結(jié)構(gòu)明顯不同，東側(cè)是相對穩(wěn)定的地臺區(qū)，西側(cè)以地殼相對活動的地槽區(qū)為主。南北地震帶受地質(zhì)構(gòu)造控制。根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、地貌類型、構(gòu)造形式、力學(xué)性質(zhì)等，前人將其分為三段(北段；賀蘭山一六盤山地震帶，中段：天水一武都一文縣一川西北地震帶，南段：安寧河一滇東地震帶)。南北地震帶中段北西向龍門山斷裂帶可分為三個次級斷裂帶：即平武一茂汶斷裂帶，北川一中灘鋪斷裂帶，江油一灌縣斷裂帶。此次8級地震就發(fā)生在龍門山中央斷裂帶上。收稿日期：2叭3_-01—06作者簡介：謝振乾，男，54歲，教授級高工，曾發(fā)表論文近3O篇?，F(xiàn)從事防震

4、減災(zāi)管理工作。第2期謝振乾：從斷裂構(gòu)造形跡分析汶川地震構(gòu)造應(yīng)力場特征452構(gòu)造形跡2．1“最牛的教學(xué)樓”附近地面變形特征彭州市白鹿鎮(zhèn)九年制中學(xué)教學(xué)樓“5·12”地震時，一條北東向斷裂從兩棟教學(xué)樓之間通過，建在斷層帶上盤(左側(cè))的教學(xué)樓相對建在下盤(右側(cè))的教學(xué)樓瞬間抬高了3m，留下一個陡坎，形成了罕見的地震奇觀。兩棟教學(xué)樓除窗戶玻璃損壞、墻體個別處出現(xiàn)細(xì)小裂縫外，整體完好。師生零傷亡。被稱為地震中“最牛的教學(xué)樓”。而教學(xué)樓側(cè)旁北東、南西方向位于斷裂帶上的建筑物，全部坍塌損壞。形成陡坎的斷裂走向NE，傾向NW，為一逆沖為主，兼有右行的斷層?！?m”

5、陡坎走向大致為NE46。，東側(cè)(右)的水泥地面上分布幾條裂縫，裂縫長度不等，總體走向NEE，局部呈“鋸齒”狀，反映受近東西向擠壓應(yīng)力作用。另外，學(xué)校外有一條河流，走向NE45。左右，跨河流通向?qū)γ婢用駞^(qū)的橋成為中法僑，系法國人魚霞松任下書院院長時，親自設(shè)計施工而建成。此橋在“5·12”地震中遭受嚴(yán)重破壞，不能通行?！?．2小魚洞大橋橋面裂縫特征小魚洞大橋位于彭州市小魚洞鎮(zhèn)以南，橫跨湔江。地處龍門山中央斷裂和龍門山山前斷裂之間。小魚洞斷裂長約6km，走向NW，兩端分別終止于龍門山中央斷裂和龍門山山前斷裂，為左旋逆沖走滑斷層。斷裂帶寬5—20m，顯示

6、斷層西南盤抬升，東北盤下降J。小魚洞大橋在“5·l2”地震時遭到毀滅性破壞，已被列為地震遺址之一。小魚洞大橋在此次地震中部分保留的橋面上出現(xiàn)多處裂縫，特征的力學(xué)性質(zhì)屬左旋張扭性，力學(xué)分析印證了該區(qū)域近東西向應(yīng)力場特征和小魚洞斷裂的力學(xué)性質(zhì)、運(yùn)動方式。2．2什邡化工廠地面裂縫特征什邡市距汶川最近距離不到40km，與之同屬龍門山脈中段的兩翼。此次地震受災(zāi)面積達(dá)500km。什邡化工廠房屋倒塌嚴(yán)重，地面裂縫隨處可見。裂縫走向北東東，力學(xué)性質(zhì)主要為張陛，兼有左旋走滑。反映該區(qū)域受近東西向擠壓的應(yīng)力作用特征。3汶川地震區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場構(gòu)造應(yīng)力是地震孕育發(fā)展及發(fā)

7、生的直接動因，震源機(jī)制解能夠判別斷層錯動方式和地震發(fā)震機(jī)制。有研究者’。對汶川地震序列震源機(jī)制解進(jìn)行了求解，給出了125個4．0級以上(含一個3．9級地震)質(zhì)量可靠的震源機(jī)制解。根據(jù)求解結(jié)果發(fā)現(xiàn)：汶川MS8．0級主震初始破裂為純逆沖型，124個余震絕大部分是逆沖型或走滑型地震。汶川地震序列震源機(jī)制解具有分段分布特征，其P軸方位在近東西方向兩側(cè)一定范圍內(nèi)分布。勿容置疑，彭州白鹿中學(xué)、小魚洞大橋和什邡化工廠等幾處斷裂力學(xué)性質(zhì)、運(yùn)動方式及張裂縫分布特征，均反映了該區(qū)域受近東西構(gòu)造應(yīng)力場作用的特征，這與震源機(jī)制解所反映的結(jié)果完全一致。汶川地震的動力學(xué)分析

8、表明，青藏高原受印度板塊俯沖上隆，施于由西向東的水平力，使龍門f_LJ推復(fù)體向四川地塊逆沖，致使在逆斷層的上下盤之間的斷層面上產(chǎn)生粘滑而