中科院成都山地所苏立君研究员团队【JRMGE】| 2022年泸定地震诱发滑坡的认识

文摘   2024-11-20 23:30   德国  

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期刊:  Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering


作者:Bo Zhao a e ,  Lijun Su a d e *  ,  Chenchen Qiu b ,  Huiyan Lu c ,  Bo Zhang a ,  Jianqiang Zhang a e ,  Xueyu Geng b ,  Huayong Chen a e ,  Yunsheng Wang c 



年份:2024

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摘要

2022 年 9 月 5 日,青藏高原东部边缘发生的里氏 6.7 级(面波震级 6.8 级)地震引发了至少 10855 处山体滑坡。遗憾的是,目前缺乏对巴颜喀拉地块东部边缘山体滑坡空间格局的详细分析。观测表明,滑坡浓度最高的区域分布在发震断层(磨西断层)和大渡河谷沿线,这与上盘效应和微震中效应相吻合。发震构造控制了新山体滑坡的区域分布,而局部地形影响了斜坡上的具体位置。山体滑坡的总质量损失体积为 223.1×10⁶立方米³,最大值出现在湾东盆地(值为 74×10⁶立方米³)。有 30 座滑坡坝暂时存在。虽然海螺沟冰川的冰舌处发生了一些局部坍塌,但地震震动对冰川的整体稳定性没有明显影响。泥石流后评估表明,一些大型盆地含有大量松散物质,一些陡峭的小盆地具有较高的泥石流易发性。在巴颜喀拉地块东部边缘,引发山体滑坡的逆冲和走滑事件都遵循上盘的分布。

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图表

图 1.2022 年泸定地震区域背景。(a)位置和区域地质单元,(b)青藏高原东缘地质背景。地质单元修改自 Deng 等人(2014),历史地震目录来自美国地质调查局(USGS,2023),GPS 速度目录修改自 Zhao 等人(2015)。图 a 中的红线为块体断层,红色数字为走滑速度(单位:毫米/年)。T2 - 羌塘地块,T3 - 巴颜喀拉地块,T4 - 东昆仑—柴达木地块,T6 - 川滇地块,TEB - 青藏高原东部边界,SP-GZ B. - 松潘—甘孜带,SC-YN B. - 川滇地块,LMS F. - 龙门山断裂,XSH F. - 鲜水河断裂,ANH F. - 安宁河断裂,WC - 汶川,LS - 庐山,LD - 泸定,MX - 磨西。

图 2.鲜水河断裂的特征(a)、地质(b)和地形(c)。图(a)中 2022 年泸定地震前的历史地震目录来自邓等人(2014)和蔡等人(2023)。图(b)中的地质单元是根据 1:500000 地质图修改的,剖面 P-P'是根据陈等人(2008)修改的。Q - 第四纪,G - 冰川,N - 新近纪,E - 古近纪,K(K1) - 白垩纪,J(J1) - 侏罗纪,T(T1) - 三叠纪,P(P1) - 二叠纪,C - 石炭纪,D - 泥盆纪,S - 志留纪,O - 奥陶纪,∈ - 寒武纪,Z(Z1) - 震旦纪,R1 - 第三纪。

图 5. 泸定地震的同震形变与地震活动事件。(a)地震前后的全球导航卫星系统(GNSS)形变,(b)合成孔径雷达干涉测量(InSAR)形变结果(视线方向),(c)泸定地震前的地震活动事件分布(2009 年 1 月 1 日至 2019 年 5 月 22 日),以及(d)余震分布(2022 年 9 月 5 日至 10 月 2 日)。图(a)中 GNSS 的单位为毫米,GNSS 和 InSAR 形变数据修改自 Li 等人(2022)。地震前后的地震活动事件目录修改自 Cai 等人(2023)。

图 7.泸定地震引发的滑坡空间分布。(a)滑坡规模,(b)滑坡集中度,(c)不同流域的滑坡数量,(d)不同流域的滑坡总数。

图 9. 整个地震区(a)、大渡河谷(b)、田湾盆地(c)和湾东盆地(d)不同面积区间的滑坡规模与滑坡数量比的统计关系;整个地震区(e)、大渡河谷(f)、田湾盆地(g)和湾东盆地(h)不同面积区间的累积滑坡比;以及整个地震区(i)、大渡河谷(j)、田湾盆地(k)和湾东盆地(l)的频率密度分布。粉色曲线为趋势线。

图 11. 现场图像显示不同沉积物中发生了土壤破坏。(a、b)冰水沉积物破坏,(c、d)滑坡沉积物破坏,(e)残积物破坏,(f)河流阶地破坏。

图 16. 滑坡与滑动模型之间的空间关系。(a)沿南北剖面的滑坡和地形分布,(b)相应的断层滑动模型,以及(c)断层壁运动与滑坡集中度之间的关系。(a)中的南北剖面位置在图 14a 中给出,(b)修改自 Li 等人(2022)。在(a)中,不同颜色的点表示不同流域的滑坡。在(b)中,滑动等值线表示地震震动期间发震断层的滑动值。

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结论

2022 年泸定地震在 47.3 平方千米的区域内引发了至少 10855 处滑坡;超过 99%的滑坡分布在泸定县和石棉县。沿大渡河峡谷和发震断层的滑坡最高浓度达到每平方千米 108 处滑坡。超过 88%的滑坡集中在 8 个流域,特别是大渡河(3174 处滑坡)、田湾(2004 处滑坡)和湾东(1834 处滑坡)流域,湾东流域的平均滑坡面积最大,而大渡河流域的平均滑坡面积最小。破坏模式主要包括土质、岩质和冰川滑坡。


(1)滑坡分布遵循上盘效应和微震中效应,滑坡浓度也与断层滑动深度成反比。较浅的断层滑动段比更深的断层滑动段有更多的滑坡。大多数滑坡发生在山体的坡脚或下部,特别是在大渡河地区。


(2)所有 30 处河道堵塞都是暂时的,70%位于湾东流域。16 处为完全堵塞,另外 14 处为部分堵塞。虽然海螺沟冰川末端发生了一些局部崩塌,但地震震动对整个冰川的稳定性影响很小。


(3)估计的滑坡易发性区域与现有的同震滑坡分布相匹配,可用于进一步的风险评估。泥石流后评估表明,一些含有更多松散物质的大型流域和一些陡峭的小流域容易发生泥石流。最后,在巴颜喀拉地块东缘,由逆冲和走滑事件引发的滑坡大致遵循上盘的分布。

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参考文献

Zhao, B., Su, L., Qiu, C., Lu, H., Zhang, B., Zhang, J., Geng, X., Chen, H. and Wang, Y., 2024. Understanding of landslides induced by 2022 Luding earthquake, China. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering.


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