第四纪断层的双重作用 ——以汶川８级地震破坏为例 楚全芝 邓志辉严岩 祖金华杨竹转马晓静 陶京岑 （中国地震局地质研究所，北京１０００２９） 汶川大震不但造成重大的人员伤亡和财产损失，对于我们从事地震科学事业的人员来说，更重要的是给我 们带来了新的思考和启示。一般来说，第四纪断层，尤其是活断层，是导致强震发生的主要因素。一次大震的 破坏程度从震中起，由近及远逐渐变弱。地震等烈度线多数呈椭圆形，长轴方向与发震断层延伸方向一致。但 这次汶川大震后在几个关键地点的现场详细调查表明，问题远不像以往认识的那么简单。例如，成都市区距震 中７６ ｋｍ，汶川县城距震中５６ ｋｍ，汉旺镇距震中９０ ｋｍ，但是，汉旺镇的破坏程度远远地大于成都市区和汶川 县城。再如，距主发震断层（龙门山中央断裂），汉旺镇是１３ ｋｍ，茶园坪是４ ｋｍ，深溪沟是４ ｋｍ，虹口乡高 原村是１ ｋｍ，擂鼓镇高家坎不到２ ｋｍ，但茶园坪等４个地点的破坏程度却远小于汉旺镇。地震沿龙门山中央断 裂、前山断裂和后山断裂形成３个强破坏条带，在带与带之间破坏程度却明显减弱，如，位于中央断裂和前山 断裂之间的磁峰镇石门村地震安置点，普通民房个别破坏，多数损坏或基本完整，地震滑坡和崩塌少见，地震 烈度在Ⅷ度左右。沿发震断层，即中央断裂带，地震破坏的强度和地震形变带的宽度也有较大变化，如，北川 县城荡然无存，地震烈度达Ⅺ度以上。在同一条发震断裂上的红火村，村民董泽清的农家小院只是受到较重的 损坏，院内水泥地出现裂缝，部分房顶垮塌，大部站立，可以勉强住人，地震烈度不超过Ⅷ度。 经过分析汶川地震上述破坏现象和特点认为，第四纪断层，特别是活断层，具有双重作用。在地震发生之 前，这些断层是应力的集中地带，也是潜在的地震危险区，因此，成为建设规划和工程建筑的避让地带。当地 震发生时，这些断裂带成为地震能量释放的主要场所，因而对断裂带之外的地区起到了保护作用。比如，这次 汶川大震，如果没有前山断裂的保护作用，那么，位于断裂带东侧的绵阳市、成都市等重要城镇的破坏程度应 该比现在大得多。第四纪断层之所以具有双重性——既是地震发生的根源，又是地震发生时的一道屏蔽带，和 断层的结构特点有关。第四纪断层是宽达几米，十几米，几十米甚至上百米的断层破裂带。带内的构造岩物质 是由断层角砾、断层泥等组成，一般都呈松散或半胶结状态，与断层两侧基岩的物理性质具有明显的差别。我 们知道，除了发震断层上断错运动之外，地震能量的传播和释放主要是以波的形式进行的。当震源区的地震波 到达断裂带时（如前山断裂带），就会在断裂带的分界面上发生反射和折射，由于断裂有一定的宽度，且带内物 质呈疏松状态，在带内还会发生波的散射。因而大量的地震能量波在断裂带内被吸收和释放，那么，跨越断裂 带继续向远处传播的能量就会大大减弱，这在客观上对断裂带之外的地区起到了保护作用。同样，沿发震断层 上的破坏也受到断层的几何结构的控制，当断层单一时，断层错动主要起到能量传递的作用，地震破坏较轻， 如茶园坪等地；当断层的几何结构复杂时，就成了能量释放的主要场所，如北川县城、龙池镇等地。 第四纪断层的这种双重特性不但通过地震现场调查得到证实，而且还可以通过野外人工地震实验和室内模拟实 验进行验证。开展这方面的深入研究，对于我们正确认识第四纪断层的作用和地震破坏的规律及特点，从而科 学的进行地震安全性评价和经济建设规划都有重要意义。 ４８