青藏科考

川藏轺征,探寻地震风险活动断裂与地震灾害专题川藏铁路沿线联合考察纪实

文章来源 :
2020-08-17 17:48


前言:规划川藏铁路东起四川盆地成都平原,西至青藏高原拉萨河谷,跨越横断山脉。其中,成都-雅安以及林芝-拉萨段地形相对平坦,雅安至林芝段则是由无数纵横交错的峡谷、河谷所组成的巨大山原。川藏铁路雅安-林芝段由于印度板块与欧亚板块碰撞,发生了强烈的变形和抬升,山脉水系逐渐形成,构造活动强烈,活动断裂带发育,地震强度大、频次高,这一特殊的地质状况给川藏铁路的规划及建设带来前所未有的挑战。

规划川藏铁路及交通廊道的断裂活动考察与地震灾害风险评估是第二次青藏高原综合科学考察研究项目活动断裂与地震灾害专题2020年的主要任务。为科学评估规划川藏铁路沿线断裂活动习性与地震风险,为川藏铁路规划和建设提供科学和技术支持,专题于2020年7月16日-29日组织了由中山大学、兰州大学、桂林理工大学、中国地震局兰州地震研究所、中国科学院地球环境研究所5家单位联合科学考察队,开展了“川藏铁路沿线主要断裂活动习性和地震灾害”的综合野外考察。本次综合考察由活动断裂与地震灾害专题负责人中山大学郑文俊教授任考察分队长,兰州大学袁道阳教授、桂林理工大学陈立春教授任副分队长(并兼任技术负责人),专题骨干成员、研究生及后勤保障人员等共30余人参加了本次综合考察。

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图1 考察线路(绿色)及重点考察位置(蓝圈)分布图

考察队从天府之国成都一路向西,扎进茫茫原野之中,横跨磅礴三江,历经风霜雨雪与炎炎烈日四季变化,耗时近半月,考察了涉及川藏铁路穿过雅安-林芝段未来可能突发地表位错的主要活动断裂,包括龙门山断裂带、鲜水河断裂带、甘孜-玉树断裂带、理塘断裂带、巴塘断裂、澜沧江断裂带、怒江断裂带、边坝-洛隆断裂带、嘉黎断裂带、米林断裂等一系列断裂。在综合室内工作和前人研究的基础上进行野外实地联合考察与研讨,并对重点地段开展测量、采样,提出新的研究方案和计划,以确定其最新的活动性特征、地震风险以及与其它类型灾害的关联等对川藏铁路的影响。

西藏天门何处在,雨城雅安思君来

7月18日,中山大学、桂林理工大学和中科院地环所的科考队员在四川省雅安市集合完毕。雅安以西为青藏高原,以东为四川盆地,正好位于夏季风的迎风坡,受地形抬升作用,易形成降水,故又称雨城,本次科考即在雅安的细雨中正式开始。郑文俊教授和陈立春教授共同介绍了本次考察的路线、计划和要求,强调了高原工作的安全问题,确保每位成员都了解高原工作的复杂性。随后科考队与川藏铁路相关建设和设计单位对鲜水河断裂雅拉河断段、磨西段的展布、活动性及相关工程地质问题进行现场考察和研讨,并为川藏铁路地质勘察现场和工程地质钻井施工提供了咨询和建议(图2)。

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图2 a 雅安出发前合影;b 郑文俊教授介绍路线;c 科考队与川藏铁路相关建设和设计单位在鲜水河断裂雅拉河段考察与研讨;d 川藏铁路地质勘察现场开展技术咨询

横断山险阻来去,鲜水河边论古今

7月19日至21日,考察队由雅安经康定至炉霍、甘孜等地重点考察了鲜水河断裂带。鲜水河断裂带是川藏铁路穿越的活动性较强的板块边界断裂,考察队对该断裂的几何展布特征进行了实地踏勘与讨论,耗时3天共考察了12个野外典型点,涵盖了鲜水河断裂带的各段及分支断裂(摩西段、折多塘段、色拉哈段、雅拉河段、乾宁段、道孚段、炉霍段)。重点考察了1955年康定地震和1973年炉霍地震形成的地表破裂现象和特征,同时对鲜水河断裂典型活动段:龙灯村的反向断层陡坎和尤斯村的断层破裂带和断层陡坎等进行了现场考察(图3),重点对断裂详细的空间展布、最新活动和未来百年可能产生的同震位错量进行了现场考察和讨论。考察队于7月19日与由兰州大学、中国地震局兰州地震研究所组成的另一科考分队汇合,共同对与鲜水河断裂带北西端交汇的甘孜-玉树断裂进行了现场考察。

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图3 a 在鲜水河断裂折多塘段现场考察断错地貌特征; b 1973年炉霍7.6级地震纪念碑;

c 炉霍县城附近断错地貌与1973年炉霍地震地表破裂;d 鲜水河断裂龙灯乡附近断层槽谷

地震痕迹今犹在,但需慧眼而辨之

7月22至23日,考察队又马不停蹄地对理塘断裂及巴塘断裂带进行了考察。理塘断裂是1948年理塘7.3级地震的发震断裂,考察队在理塘盆地内调查和现场研讨了理塘断裂的几何学特征和最新的地表位错情况(图4),排除了盆地内阶地陡坎对断层陡坎识别的影响,明确了理塘盆地内的挤压鼓包可能不是1948年理塘7.3级一次地震形成的,可能为先存鼓包基础上叠加而形成。在318国道巴塘地区考察的尼增断层剖面说明巴塘断裂目前仍在活动。

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图4  a、b为1948年理塘7.3级地震地表破裂带;c、d为巴塘断裂尼增剖面

三江雪浪泻千里,砂砾堰塞藏万年

7月24至26日,考察队由左贡经八宿、通麦等地最终抵达林芝,考察工作也接近尾声。左贡至林芝段山高谷深、巨流密布,金沙江、澜沧江、怒江三江并流,构造活动剧烈,考察队沿途对怒江断裂带邦达段与羊达-亚许段、八宿县变电站旁边坝-洛隆断裂剖面、古乡断层剖面以及嘉黎断裂的多个剖面及地貌点进行了考察,认为目前这些断裂现今仍在强烈活动,并伴随有泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害的链生效应(图5),在铁路建设过程中需重点防范。6.jpg

图5 a 泥石流淹没河岸;b 早期堰塞湖形成的沉积

千山之巅,万水之源,秀岭流云,胜似天堂。海拔的上升虽延缓了考察队的脚步,却阻挡不了考察队向高原进发的决心。经过对川藏铁路川西和藏东南地区约30余个典型点的系统勘察,考察队复核了断裂的几何学特征,进一步考察了存在争议的断裂,明确了深入开展工作的目标和位置,并提出了断裂活动习性与评估地震风险性重点和思路,同时在考察过程中为青藏铁路建设提供技术咨询。

此次考察过程中,考察队单程超过3000公里的路程。因恰逢雨季,沿途碰到多处滑坡冲断道路的情况;也因道路维修限行,经历了多次塌方、崩塌、滑坡引起的堵车;还见识了天路十八弯、七十二拐的惊险……虽身在高原,但队员们都饱含对野外考察的热情,即使身体略有不适,但都被考察过程的收获和新发现冲淡。最终,科考队安全圆满地完成了此次考察任务,综合考察结束后,各单位考察分队分赴高原不同位置继续开展深入调查和研究工作。

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图6考察剪影

致谢丨本次科考由第二次青藏高原综合科学考察研究项目资助

来源丨中山大学地球科学与工程学院第二次青藏高原综合科学考察研究小组

图文丨刘炳旭、王孟豪、彭慧、唐清

初审丨郑文俊、周宇、吴传勇、李志刚