El estallido se produjo por una bombona de gas que era utilizada para preparar el desayuno de algunos pasajeros.
La explosión de la bombona se produjo cerca de la ciudad de Rahim Yar Khan y provocó un incendio en tres vagones, dijo el portavoz del Ministerio de Ferrocarriles, Ali Nawaz Malik.
En total murieron 73 pasajeros y otros 40 resultaron heridos, aseguró el portavoz.
El ministro de Ferrocarriles, Sheikh Rasheed, declaró a los medios que "la mayor parte de las muertes se produjeron al saltar la gente del tren", y culpó del siniestro a los pasajeros por haber subido la bombona, algo que no está permitido.
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El tren, que hacía el recorrido desde la meridional Karachi a la norteña Rawalpindi, transportaba un gran número de peregrinos que se dirigían a un festival religioso en la nororiental Lahore.
Las operaciones de rescate fueron llevadas a cabo por efectivos de la administración civil y militares, que han enviado tropas y médicos al lugar del accidente, informó la oficina de comunicación del Ejército paquistaní (ISPR) en un comunicado.
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El primer ministro paquistaní, Imran Khan, ofreció sus condolencias a las familias de los fallecidos en Twitter y ordenó una "inmediata" investigación.
Las bombonas de gas están prohibidas en los trenes, pero su uso está muy extendido en los viajes largos por parte de los pasajeros para prepararse comidas.
Los accidentes de tren no son infrecuentes en Pakistán, que cuenta con una antigua red ferroviaria que data de los tiempos del Imperio Británico, del que se independizaron en 1947.
En julio, 20 personas murieron y 80 resultaron heridas en la colisión de un tren de pasajeros con un ferrocarril de mercancías también en el sur de Pakistán.
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En noviembre de 2015 un accidente ferroviario causó 130 muertos y un centenar de heridos en la provincia de Baluchistán, en el suroeste del país.