在滑坡的触发因素中，降雨与地震是两个最主要的因素.其中，地震滑坡是指地震作用下触发的滑坡，是山体在强震作用下失稳，以重力为主的斜坡滑移引起的地质灾害^{[1， 2]}.从滑坡规模大小这一角度看，这两种类型之间的差别不大；但从岩性和地质构造角度来看，由降雨触发的滑坡通常以土质物质为主，主要发生于具有滑动面的土层-岩层接触面和性质对比显著的成层岩质与基岩的接触面，而地震滑坡主要发生于构造､地层等的结合部位^[3].

一个地区的地质灾害，尤其是地震滑坡，它们的起因与演化通常由活动构造､尤其是强烈的新构造运动控制^{[4， 5]}.边坡所处的大地构造单元不仅决定了边坡地质发育史的不同，控制了边坡岩体的地层结构以及强度，而且决定了边坡地质演化过程中新构造运动的活跃程度，边坡可能遭遇地震的频度与强度^[6].我国学者孙崇绍等根据历史地震资料编制了中国历史地震滑坡崩塌分布图^[7]，认为南北地震带是地震滑坡崩塌发生较多的地区，秦岭以北的滑坡分布与黄土分布密切相关.

更加细致､具体的研究表明，断层和节理裂隙对边坡变形破坏的影响更为明显，某些断层或节理本身就是构成滑面或滑坡的界面^[7].对于单个地震产生的滑坡，其平面分布也与构造有关.邹谨敞等^[8]对1927年古浪地震的研究表明，地震引起的多数滑坡和崩塌受断裂构造的控制，大多数崩滑发生在断裂带上或断裂的附近.一般来说，滑坡分布沿地震断层破裂方向要多于垂直破裂方向，地震滑坡受断裂控制的现象在1973年炉霍地震滑坡中表现的也很明显^[9].图 1是1973年炉霍地震的滑坡分布示意图，图中滑坡非常紧凑地沿断层破裂带方向展布.

图 1

Fig. 1

图 1 1973年炉霍地震滑坡分布图[9](图中绿色圆点表示滑坡崩塌) Fig. 1 Earthquake triggered landslides distribution of 1973 Luhuo earthquake[9](green dots represent landslides)

目前对地震滑坡的研究认为地形坡度､岩性控制滑坡发育的位置，震中距､震级等因素对滑坡分布范围有影响^[2~6].对于一些诱发滑坡地震震例的研究主要集中于滑坡的空间分布与坡度､岩性､高程､震级､震中距等因素相互关系的分析上^[10~12].Wang等^[10]对1999年台湾集集MS7.7级地震诱发约10000处滑坡的分析表明，随着震中距的加大，滑坡的数量在减少，约有90%的滑坡分布在地震动峰值加速度(PGA)大于300gal的地区，岩性对滑坡有明显的影响.2004年日本新泻MW6.6 级地震在震中区附近引发了大量的滑坡，Wang和Sassa等^[11]的研究认为此次地震诱发的滑坡主要分布的坡度范围为20°~35°，随着震中距的增大，单位面积内的滑坡数量和面积都在减小.2008年汶川地震中产生了大量的滑坡､崩塌等地质灾害，很多学者对此次地震滑坡崩塌分布特征进行了研究，初步揭示了该次地震引发地震滑坡的滑坡角度､岩性､震中距､地貌因素等的特征^[13~18].调查显示，此次地震诱发的滑坡崩塌主要沿龙门山断裂带分布，但是滑坡数量､规模等在断裂带两侧表现出很大的不对称性:80% 的滑坡崩塌分布在断裂带的上盘，而一些类似安县大光包那样规模巨大的滑坡也大部分位于断裂带上盘.虽然地震滑坡这种独特分布现象已经引起一些学者的关注^[15]，但是还没有对导致这种现象的原因进行更进一步的研究.对滑坡分布特征与影响因素相互关系的深入认识有助于提高地震滑坡危险区预测的可靠度.在地震滑坡分布与影响因素关系的研究中，一些学者根据统计数据获得不同震级下滑坡分布与断层距(或震中距)的关系，并用于对地震滑坡的影响范围进行预测^{[10， 11， 19]}.但是对于汶川地震中出现的这种特殊现象，这些研究成果仍有待深入.

本文以GIS为平台，通过对北川县境内汶川地震地表破裂带两侧地形坡度､海拔高程､岩性分布､岩性与坡度的组合､地表变形､地震动等因素的对比分析，探讨导致该区此次地震中破裂带两侧滑坡崩塌分布严重不对称性的主要原因，补充对地震滑坡空间分布影响因素的认识

5.12汶川大地震发生在青藏高原东部边界的龙门山逆冲断裂带.龙门山逆冲断裂带宽30~50km, 主要由3条主干断裂所组成:西边一条是汶川-茂县断裂(后山断裂)，大体上沿汶川到茂县的高深峡谷延伸，这次地震时没有发生破裂，但滑坡等地质灾害十分严重；中间的一条是映秀-北川断裂(中央断裂)，沿映秀-北川-平通一石坎展布，连续性较好，是2008年8.0级地震的主要发震断裂；东边的一条叫灌县-江油断裂(前山断裂)，沿龙门山与成都平原交界附近分布^[20].

震后的航空遥感等资料及野外实地勘察结果表明，汶川大地震诱发了约15000处滑坡崩塌等地质灾害^[21].进一步的分析表明这些地质灾害的空间分布整体上受到了龙门山断裂带发震断层的控制，沿断裂带展布.其中，灾害密度最大的地区主要分布在汶川､什邡､绵竹､安县､北川､青川等地，即大致位于破裂的起始位置､中部及破裂的终止处.对地震滑坡崩塌等灾害的空间分布特征研究结果表明，滑坡崩塌的数量随着与发震断层距离的增大呈显著减小的趋势，约有80%的滑坡崩塌出现在距离断裂30km的区域中.而在这些区域内，分布于断裂带上盘的滑坡数量明显多于下盘^[22].整个汶川地震灾区中约有87%的滑坡崩塌出现在断裂带的上盘，并且，几乎所有的特大型滑坡都出现在断裂的上盘，如本次地震触发的最大滑坡---安县大光包滑坡､第二大滑坡---绵竹文家沟滑坡及唐家山堰塞湖滑坡等.滑坡崩塌大都集中于断裂带上盘的分布特点在北川县境内表现得更为明显(图 2).

图 2

Fig. 2

图 2 研究区地震滑坡崩塌分布 Fig. 2 Distribution of earthquake triggered landslides in the study area

研究区的选取如图 2 所示，沿映秀-北川断裂走向，在北川县境内的地区为主；垂直断裂走向范围的截取，以受到滑坡崩塌影响的范围为主.该研究区长约40km, 宽约16km, 沿破裂带分布了规模不等的滑坡崩塌等灾害500余处，灾害面积达38km².造成伤亡较多的北川县城西滑坡､北川新中滑坡､樱桃沟滑坡等均位于该区域.

以汶川地震地表破裂带为界，把研究区分为上下两盘.上盘面积约436.5km²，下盘面积约181.9km².采用LAR(landslide-arearatio, 简称LAR，指分析区域面积受到滑坡影响的面积的百分比，LAR=滑坡总面积/分析区域面积)，分别计算上下盘的滑坡面积比率，结果列于表 1，上盘的滑坡密度明显高于下盘.

表 1(Table 1)

表 1 研究区上下盘滑坡密度 Table 1 Landslide density of uplift and foot sides in the study area

表 1 研究区上下盘滑坡密度 Table 1 Landslide density of uplift and foot sides in the study area

基于GIS的统计分析表明，研究区高程主要分布在2000m 以下地段，坡度主要分布在20°~40°.对滑坡分布的高程､坡度进行统计，获得滑坡发生坡度主要分布范围为25°~40°，约有58.4%的滑坡坡度分布在这一范围；同时，约有90.6% 的滑坡分布在高程低于1500m 的地段(表 2，3).

表 2(Table 2)

表 2 研究区滑坡发育的高程分布 Table 2 Elevation of landslides in the study area

表 2 研究区滑坡发育的高程分布 Table 2 Elevation of landslides in the study area

表 3(Table 3)

表 3 研究区滑坡发育的坡度分布 Table 3 Slope degree of landslides in the study area

表 3 研究区滑坡发育的坡度分布 Table 3 Slope degree of landslides in the study area

研究区整体地势西高东低，海拔高度在600~2333m 变化.对上下两盘不同海拔高度区域统计结果表明，断裂带上盘有30.6%的面积位于海拔高度大于1500m 的地区，断裂下盘有8.9%的面积高程大于1500m(图 3).上下盘高程在1000~1500m 区域面积所占比例大致相等，占到各自面积的49%，具体的不同海拔高度段落面积分布见表 4.

图 3

Fig. 3

图 3 研究区地势图 Fig. 3 Topograph map of the study area

表 4(Table 4)

表 4 不同高程面积分布 Table 4 Distribution of the elevation

表 4 不同高程面积分布 Table 4 Distribution of the elevation

对滑坡坡度的分析表明，滑坡分布的优势坡度范围为25°~40°.上盘区域范围内，处于25°~40°区域的面积约占45.4%，下盘为40% ，二者之间没有明显的差别.从坡度与滑坡分布图(图 4)中可以直观地看出在断裂下盘一些坡度较大的区域没有滑坡发生.下盘的滑坡主要集中于研究区南端的陡坡处.滑坡发育的统计结果表明，上盘中坡度25°~40°范围内的滑坡分布率为11%，而下盘只有3.6%.对断裂上下盘不同坡度段的滑坡分布的分析结果也表明，相同坡度段上盘滑坡所占比例一般为下盘滑坡的3倍以上，如30°~35°坡度段，上盘滑坡比例为11.6%，下盘为3.4%(表 5).

图 4

Fig. 4

图 4 研究区坡度分布（图中红色线条代表地表破裂带) Fig. 4 Slope degree map of the study area (Red lines represent ground surface rupture)

表 5(Table 5)

表 5 断裂上下盘不同坡度段的滑坡分布 Table 5 Landslide distribution on both sides of the faut in different slope degree

表 5 断裂上下盘不同坡度段的滑坡分布 Table 5 Landslide distribution on both sides of the faut in different slope degree

研究区地层从震旦纪到三叠纪均有出露:在断裂带上盘主要分布震旦系､寒武系､志留系茂县群第一亚组､第二亚组，下盘出露地层以泥盆系､二迭系､三叠系以及志留系罗惹坪组为主(图 5).滑坡主要发育于上盘的寒武系和震旦系中，面积达23.8km²，占到研究区总滑坡面积的62%，其余滑坡则零散地分布在其他地层中(各个地层的具体岩性描述见表 6).

图 5

Fig. 5

图 5 研究区地质图 Fig. 5 Geological map of the study area

表 6(Table 6)

表 6 不同地层中的滑坡分布 Table 6 Landslides distribution in different stratum

表 6 不同地层中的滑坡分布 Table 6 Landslides distribution in different stratum

为更好地分析不同地层中滑坡崩塌出现的频率，在此引入面积发育率的概念^[18].

面积发育率定义为:

其中A为研究区面积，A_ji为某一因素i(在此为地层)的不同类别或数据段j在研究区出露的面积，DA为研究区总的滑坡灾害面积，DA_ji为i因素出露于研究区某一分类或数据段j的滑坡灾害面积.

如果R_ji为1，表明i因素中数据段j对本区受灾面积的贡献与其在本区的出露面积是相称的；如果大于1，则表明i地层因素中j段数据对本区受灾面积的贡献高于它在本区的出露面积；反之，则认为i地层因素中j段数据对本区受灾面积的贡献较小.对不同地层面积及其滑坡面积､滑坡面积发育率的分析结果见表 6.

从表中可以看出，震旦系邱家河组的滑波面积发育率最大，为8.3；其次为三叠系飞仙关组､石炭系总长沟群､二迭系上统､寒武系清平组等.这些地层的滑坡面积发育率值都大于1，表明分布于其中的滑坡比例要大于该地层在研究区所占比例，应该属于较易发生滑坡的地层.这些地层的岩性以页岩､灰岩､砂岩等为主，主要分布在距离断裂带上盘5km的范围内.

坡角是直接影响滑坡发生与否的关键因素，斜坡的坡度从几何特征上决定了地震滑坡､崩塌体的空间分布，因此，一定的坡度是滑坡发育的必要地形条件.在分析地层滑坡面积发育率的基础上，对不同地层中滑坡出现的坡度分布进行分析，获得如表 7所示结果.

表 7(Table 7)

表 7 不同地层在不同坡度段滑坡面积分布(km2) Table 7 Landslides distribution at different slope degree in the stratum (km2)

表 7 不同地层在不同坡度段滑坡面积分布(km2) Table 7 Landslides distribution at different slope degree in the stratum (km2)

尽管不同地层中滑坡发育面积各不相同，但是滑坡发育的优势坡度一般都集中在25°~40°之间，并没有因为地层岩性的差异影响到滑坡发育的优势坡度.因此，对于本研究区域在Ms8.0强震作用下，地形坡度条件在近断层区域对地震滑坡发育的影响较岩性条件大些，在进行地震滑坡危险性评价时，应该赋予地形坡度较大的权重影响.

地震是地震滑坡的触发因素，地面运动加速度大小和震动持续时间决定了地震的破坏力大小.相关的研究表明高震级及长地震持时是导致汶川地震地质灾害严重的重要原因.

汶川地震获得了大量强震动加速度记录，尤其是获得了一些近断层区域的强震动加速度记录.本文的研究段落内，距离断裂带20km 范围内共有三个台站记录到地震动加速度:江油地震台､江油含增地震台及江油武都地震台(表 8)，这三个台站都位于下盘^[21].

表 8(Table 8)

表 8 研究区三个地震台记录的地震动峰值加速度 Table 8 Peak ground acceleration at 3 seismic stations

表 8 研究区三个地震台记录的地震动峰值加速度 Table 8 Peak ground acceleration at 3 seismic stations

Li(2008)､周荣军(2010)等对汶川MS8.0级地震强震动加速度记录的初步分析表明，相同断层距的上盘峰值加速度值明显高于下盘值，且衰减缓慢，上盘效应较明显^{[23， 24]}.据此可推断出以北川-映秀断裂为对称轴，江油､含增及江油武都在上盘映射点处的地震动峰值加速度要大于相对应地震台的实测值，即图 6中A′､B′､C′处的地震动峰值加速度值要大于相对应的A､B､C 处.邵广彪等在近断层地震动加速度峰值衰减规律的研究中指出:MW ≥7.0地震，当断层距在0~10km 内时，向着断层方向，PGA 急剧增加^[25].基于此，可推断出在上盘接近断裂处的地面峰值加速度要远大于位于下盘三个观测台站的观测值，即远远大于500gal.对破裂带上盘滑坡崩塌的空间分析表明，接近90%的滑坡崩塌位于距断裂5km 的范围内.

图 6

Fig. 6

图 6 研究区地震观测台站及余震分布 Fig. 6 Seismic stations and aftershocks distribution in the study area

震后野外调查发现该次地震沿北川-映秀断裂､灌县-江油断裂分别产生了240km､90km 的地表破裂带，最大的垂直位移和水平位移分别为6.5m和4.9m, 沿地表破裂带产生了多种样式的地表变形^{[26， 27]}.

李传友等在北川以北段开展地表破裂追踪调查，发现沿着地表破裂同震变形主要发生在断裂的上盘，特别是断裂陡坎附近，而断裂下盘的变形则很小^[28].例如，图 6中在北川县城北的点1，地震中产生了一个具有4~5 m 左右垂直位移陡坎，变形主要集中在这一陡坎附近的上盘，远离断层面往NW方向的断裂上盘，地表已基本没有变形.而断裂下盘除靠近陡坎附近地面有少许鼓包外，无明显变形.于贵华等^[29]在对汶川地震地表局部化样式与建筑物破坏特征关系的研究中也发现断层上盘变形带宽度要大于下盘，致使断层上盘构建筑物破坏的宽度大于下盘.这表明断裂的逆冲运动方式使上盘作为主动盘，其受到的断裂活动影响要远远大于下盘.

因此，在断裂带上盘发育的滑坡崩塌无论是数量还是规模，都要超过断裂带下盘.

地震对滑坡崩塌的作用一方面是直接导致坡体变形､失稳，发生滑坡；另一方面则是震松坡体，或造成裂缝，形成潜在的滑坡崩塌隐患.汶川地震中紧随主震之后的余震进一步加剧了滑坡崩塌灾害.据统计，5.12汶川地震8.0级主震后发生了高达3万次的余震，其中最大余震震级为6.4 级.陈九辉等^[30]的研究表明汶川地震绝大部分余震沿龙门山中央断裂延伸，在龙门山逆冲断裂带的上盘一侧分布，具有明显的分段性特征.本文研究区内的余震相对稀疏，据统计，在5月12日主震后至5月20日内，研究区内共发生30次左右地震，其中4.0级以上地震有8次，并且绝大部分位于断裂带上盘^[31](图 6).朱艾斓等^[32]利用双差地震定位法对2008 年5 月12 日汶川M8.0级地震至6 月26 日四川地震台网整理形成观测报告的2741个余震进行了重新定位，认为余震主要分布在中央断裂带的西侧，即断裂带的上盘.

在对触发滑坡的最小震级研究中，一般认为4.0级以上的地震即可引发滑坡灾害.因此，发生在研究区上盘的余震可能进一步加剧了上盘的滑坡灾害.

强烈地震诱发滑坡是自然界常见的现象，在我国西南地区就发生过多次引发大量滑坡崩塌的强烈地震，如1933年叠溪7.5级地震，1973年炉霍7.6级地震，1976年龙陵7.3 级地震等.但是这次汶川地震引发的滑坡崩塌成为全世界近百年来最为严重的一次，而地震中滑坡崩塌在断裂带两侧不对称分布的特点更是引起了人们广泛的关注.

与1973年2月6日青藏高原东部四川省境内炉霍发生的7.6级地震对比^[9]，尽管二者的地震震级都较高，震中位置有相似的陡坡切割的地形特征，但炉霍地震诱发的滑坡､崩塌在数量､规模和影响范围上，都远远小于汶川地震.图 1为炉霍地震的滑坡分布^[9].该次地震中共记录了137个滑坡，受滑坡影响区域范围只有几百平方公里，滑坡主要沿鲜水河河谷分布.滑坡灾害区长轴方向的最大距离小于70km, 短轴方向的距离小于2km.

分析造成这种差异的原因，可能有以下几方面的影响.一是二者的构造发育背景有所不同.汶川地震灾区位于青藏高原块体的边界，比起靠近板块内部的炉霍地区，经历了更多的､更激烈的碰撞与挤压.这种地质发育历史上的差异，导致了汶川震区岩性更为破碎和脆弱的特点.当强烈地震发生时，这些位于陡坡山区的破碎岩石更易发生滑坡和崩塌.其次，汶川地震与炉霍地震的地震断层运动方式的不同也可能是造成这种差异的一个重要原因.汶川地震是由逆冲断裂引起的，而炉霍地震的发震断层是走滑型断层.已有的地震滑坡实例表明，逆冲断裂能够比走滑断裂释放更多的能量，因而可能造成更多的地表破坏.诸如1999年台湾集集地震，2004年日本新泻地震等由逆冲断层引起的地震都造成了众多滑坡崩塌灾害^[10~12].因此，地质构造背景和断层错动方式对地震滑坡的影响作用值得进一步探讨.

有关地形地貌､岩性条件､断层距､地震动等因素对地震滑坡空间分布规律的影响是地震滑坡的主要研究内容之一，汶川地震中诱发的数量巨大的崩塌滑坡及其特殊的分布规律提供了深入认识地震滑坡的基础.本文的研究进一步补充和完善了对地震滑坡影响因素的认识.

(1) 研究区中汶川地震地表破裂带两侧的地震滑坡崩塌主要分布在距断裂带5km 的范围内，上下两盘的滑坡崩塌分布在数量和面积上存在明显的差异，上盘的滑坡分布面积为下盘的8倍多，滑坡面积率(LAR)为下盘的4倍；

(2) 对上下盘区域海拔高程和坡度分布的对比分析表明，在滑坡易于发生的高程(＜1500m)和坡度(25°~40°)范围，二者所占比例相当，但是出现在下盘的滑坡数量远远低于上盘.相同坡度范围内上盘的滑坡发生比例为下盘的3 倍以上.这样的分析结果表明地形坡度不是引起研究区滑坡分布不对称的主要因素；

(3) 位于上盘的寒武纪､震旦纪地层滑坡发育率最高；岩性与滑坡崩塌分布关系的分析结果表明，岩性因素对滑坡的差异性分布起到一定的作用，主要发育滑坡的地层中均含有页岩､泥质岩类等软弱岩层；在MS8.0地震作用下，近断层区域坡度对滑坡的影响大于岩性；

(4) 研究区汶川地震余震几乎全部分布在断裂带上盘，上盘地表变形大于下盘，地震动加速度在上盘衰减速度较慢，这些显示出上盘效应的现象与发震断裂的逆冲性质相关.结合对地形地貌､岩性条件等的分析，初步认为发震断裂的错动方式是影响研究区断裂两侧滑坡分布差异的主要原因.

非常感谢中国科学院地质与地球物理研究所祁生文博士提供的滑坡数据，感谢匿名审稿人的建议使本文得以完善和严谨.