黑龙江中西部跨断层土壤氢气初步分析

地质构造运动多伴随地下气体的逸出,观测并研究地下逸出气体,会抓住某些地下构造活动信息。作为地球化学观测的灵敏指标之一,地下逸出的氢气能够指示断裂活动的过程。地处松辽盆地黑龙江中西部地区多年来已开展多期跨断层土壤氢气野外测量工作,利用积累的观测数据,初步分析该地区跨断层土壤氢气背景动态变化及构造活动、地震活动特征,以便为地震孕育过程中断层氢气演化异常判定提供依据,为建立区域地震短期预测动态方法提供思路。     

山西临猗-永济5.0级地震前的地下流体异常

1998年 7月 1 1日山西临猗—永济之间发生 ML5.0地震 ,震前在晋陕豫交界地区存在水位、水氡、溶解氢气、氦气、气体总量及逸出氦气、氢气等多项地下流体异常。总结分析了该次地震前地下流体短临异常特征 ,并从中得到一些启示和新的认识     

地热温泉井与土壤逸出气中痕量氢的特征及差异性分析

地下氢气是反映地壳应力应变灵敏的气体地球化学组分,逸出气痕量氢是一项新型的气体地球化学观测手段,在我国很多省份进行了试观测。本项目实现逸出氢在高温自流井和土壤中的连续、并行观测,重点对痕量氢的动态变化特征进行分析,研究其差异性,并讨论温泉地热井逸出氢高值突跳异常的成因。经频谱分析发现地热温泉井中的逸出氢与土壤中逸出氢都存在日变,前者的浓度与井水位、水温有关,与地表环境因素无关,而后者主要受地表环境因素影响。庐江地震台地热温泉井逸出氢浓度的高值突跳来源于深部水体上涌过程中的气泡携带,为非震兆异常。     

氢气与断层活动及地震的研究进展

断层是地球内部气体迁移和逸出的良好通道.断层的蠕变、错动和破裂等都会引起内部气体不同程度的迁移.氢气在地表的含量较低,但在地球内部含量较高,故氢气可用来指示断层活动程度,在地震前兆观测中也多有应用.本文回顾总结断层氢气研究取得的成果,包括氢气的赋存与来源、与断层活动关系以及地震前后氢气含量变化等,根据我国断层氢气研究现状,提出了在断层氢气观测和研究上需进一步深入的问题,对更好的理解和应用断层氢气作为一种前兆观测研究具有重要的理论意义.     

震前土壤痕量氢气异常特征

<正>断层气是地球内部气体及挥发组分不断沿着活动板块和活动块体边界以及其他活动性断裂等地壳薄弱地带向地表迁移和释放的气体。氢气逸出对断层的运动、地震的发生有直接的诱发作用。由于断裂带岩层中氢浓度背景值较低,即土壤中氢气的背景值约为0.5×10-6,因此,氢浓度观测受到观测技术的限制而未能在地震预报中得到充分应用。近年来,随着氢气分析技术的发展,新研制出的痕量氢自动分析仪能够满足地震系统观测技术的要求。     

利用卫星光谱分析技术进行断层逸出气体监测

在不少震例中,临震前地壳出现气体异常,震前地下岩石受力产生裂隙,隐藏在地层中的CO2、CH4等温室气体逸出地表或水面。利用卫星光谱分析技术对断层逸出气体组分含量和总量进行监测,筛选出能够反应地震孕育过程中地下逸出气体异常演化特征的参数,建立地震短期预测的动态演化方法。对于认识震前地表气体异常机理,了解流体震兆的演变规律与这些气体异常的动态关系,改善卫星遥感地震预测,是很必要的。     

ATG-6118H型测氢仪校准与性能检测及其结果

氢气具有较强的映震灵敏性,氢气观测是探索地震短临预报的新途径。ATG-6118H痕量氢气在线自动分析仪是一种用于测量地下流体逸出氢气的新型数字化观测仪器,可以现场进行全自动连续测定,具有灵敏度高、自动化程度高、功耗低、操作简单等特点,具有网络远程诊断和数据处理分析功能,可以精确分析空气及井水中逸出的痕量氢背景值。目前我国尚未形成统一的痕量氢分析仪的检测规范,本文根据实际检测要求,对ATG-6118H痕量氢气在线自动分析仪进行了校准实验、检出限实验以及精确度实验,并对8台仪器性能进行了对比。通过指标评价确定了该仪器的性能检测方法的可行性,适合在具备数字化观测条件的全国地震地下流体台站以及具备断层气观测条件的台站推广应用。     

松辽盆地主要发震构造土壤氢气地球化学特征

松辽盆地中部地质构造发育、断裂纵横交错,历史上曾发生多次强烈地震,其中扶余—肇东断裂、呼兰河断裂是松辽盆地内部主要发震构造。气体地球化学对地下物理化学条件改变响应灵敏,是指示地震和构造活动的有效指标,在地震短临预测、地震前兆研究以及构造活动分析中占据着重要的地位。通过在扶余—肇东断裂、呼兰河断裂的次级断裂——绥化—蒙古山断裂开展土壤氢气测量,发现活动断裂破碎带附近土壤氢气出现显著变化特征。结果表明：(1)扶余—肇东断裂各测线氢气异常阈值浓度比为1.8～2.3,异常峰值浓度比为3.0～6.4。(2)绥化—蒙古山断裂各测线氢气异常阈值浓度比为1.8～2.5,异常峰值浓度比为3.5～5.7。(3)对比异常衬度曲线发现,扶余—肇东断裂背景浓度、异常阈值、峰值浓度均明显高于绥化—蒙古山断裂,这与扶余—肇东断裂近年来地震活动显著活跃有关,可能包含了地震前构造活动增强的信息。(4)活动断裂破碎带附近土壤氢气显著变化,可能与两条断裂性质、地质构造单元、局部应力环境和断裂构造活动强弱等有关。     

浮动式集气装置

温泉和热水井是地下热水的天然露头和人工露头,其与构造运动和地震活动有着密切的关系。地下水在循环过程中赋存着大量的气体,它在向上运动并出露地表时,由于压力降低,原来溶解于水中的气体就会在出水口以气泡的方式逸出。开展温泉和热水井逸出气体的观测是进行地震观测的方法之一。新疆的温泉和热水井广泛分布于昆仑山、天山和阿尔泰山山区以及山区与盆地相衔接的山前地带。根据气样分析,     

苏门答腊两次M>8.0地震前后CO和O_3卫星遥感气体地球化学异常与地面验证

利用印度尼西亚Bukit Koto Tabang(BKT)观测站的地面和大气红外探测仪(AIRS)卫星观测数据,分别提取了该观测站2004年和2005年苏门答腊两次M8.0地震前后地面和卫星观测所获得的CO总量、近地面(1 000 hPa)CO体积分数和O3总量的高光谱气体地球化学信息,对BKT台站附近卫星观测数据和地面观测数据进行了相互验证。结果表明两次大地震前卫星和地面观测均捕获到了CO和O3异常,其中卫星观测获得的CO总量和CO体积分数与地面测得的CO浓度呈强正相关,相关系数分别为0.83和0.75,表明CO浓度异常可能主要源于孕震过程中地下逸出的气体,大气中的化学反应对CO异常的贡献次之。O3卫星观测结果与地面观测结果也呈正相关关系(r=0.49),地震前O3异常可能主要归因于地震前地下逸出的气体在大气中的化学反应。地面观测的CO和O3浓度在两次地震前标准偏差变大,且CO和O3浓度变化与分别以地面观测站和地震震中为中心从卫星数据提取的气体浓度与地面观测数据变化趋势一致。研究结果丰富了利用高光谱卫星数据提取地震前后气体地球化学异常信息的方法。     

地下水逸出气动态特征形成机制的实验研究

通过研究管径和结构不同的井孔-含水气层物理模拟实验以及地下水、气补给量与逸出气动态的关系实验,得出地下水逸出气动态的最基本特征是突发、阵发,其形成机制在于逸出气运移、排放过程中存在积累-释放的往复过程。在地震等地质事件孕育、发生过程中,地壳应力、应变积累和释放可能引起的地下含水、气层的气体储存和迁移的场所空间及通道的变形、贯通或阻塞,地下水流速、流量的增减及气体发生、补给量等的变化,都能在逸出气动态中以爆发式地显示出来。由气体的性质致使逸出气在地震前兆观测中具有更灵敏、更显著的异常显示能力。     

乌鲁木齐4号泉逸出气的研究

通过对乌鲁木齐４号泉地下水逸出气与溶解气的对比观测，根据气体各组分的性质及在地下水溶解气和进出气中所表现的特征，认为逸出气较溶解气运移速度快且信息量大。因此，观测４号泉逸出气作为地震前兆较溶解气为宜。     

汶川映秀地震台井孔逸出氢观测实验

为进一步认识汶川余震区破碎断裂带逸出氢的动态特征,选择位于北川—映秀断裂的映秀地震台观测井开展井孔逸出氢观测实验。实验数据显示:映秀台井孔逸出氢浓度较高,日变幅较大且具有明显的日变规律,呈现与气压变化同步及负相关的特征,日变形态与气温、水温、静水位相关性较小。通过不同仪器与采样方式进行观测实验,结果表明:映秀地震台井孔逸出氢浓度动态清晰、测值平稳,作为地震前兆观测地下逸出氢项目是可行的。     

高精度氢实验台网观测数据浅析

断裂带H2浓度变化与断裂活动、地震发生的短临阶段有密切关系。在川滇菱形块体东边界安宁河断裂带和则木河断裂带选取典型构造位置,建设断层逸出氢气连续观测固定点5个,定点流动观测点12个,组成实验观测台网。在连续观测固定点开展高精度氢气浓度、气温、气压同机观测,同时观测同深度地温,进行高精度氢地震观测示范研究。本文主要以5个连续观测固定点2017年的观测数据为样本,结合流动观测数据,分析总结实验台网观测数据变化的日动态、月动态和年动态特征,浅析氢气浓度数据变化与地温、气温、气压的关系。     

逸出气体的监测及其与地震活动的关系

地下流体能较好地反映地壳应力的变化,对地震前兆的监测预报有一定的意义。本文通过对地下热矿水中逸出气的组分、总量及其与溶解气量比的观测和试验,表明地下水中的逸出气体有良好的震兆作用,其中逸气总量以及逸出氦等组分可望成为映震的灵敏测项,有必要深入开展观测研究。本文还介绍了自行设计的集气装置及效果较好的现场简易测量方法。     

康定温泉逸出气短期预测研究

康定温泉逸出气气体百分含量的观测始于1986年,期间先后经历了多次甘孜州及邻区5.0级以上地震。地震前康定温泉逸出气观测资料均有不同程度的短临异常。本文在系统整理和深入剖析两泉点自有观测以来的在甘孜州及邻区发生的5.0级以上地震震例资料的基础上,借助多次“攻关”成果,排除观测资料的各种干扰因素及仪器标定变更情况,总结各观测资料短临异常特征、中短期异常特征及中短期异常特征随时间变化规律,提出康定温泉逸出气短临异常指标。     

甘肃地区数字化观测资料典型干扰分析

地震地下流体观测,指以捕捉地震异常为主要目的的地下流体观测量的动态观测.而地下流体观测不仅仅观测到我们想得到的地震异常信息,同时还观测到一些与地震无关的信息,通常称为干扰因素.所谓的干扰是相对于地震异常而言的,指与地震活动无关,与正常动态特征有明显差异的动态特征,既不属于正常观测动态,也不属于前兆异常,也不是同震异常或是震后异常,而是对地震异常信息的干扰,特别是对地震前兆异常信息的干扰,是违背地震异常动态规律的异常.     

汕头东山湖地下水气体地球化学地震效应

地震前后地下水气体逸出异常的现象已引起人们的关注,国内外学者开展了多方面的观测,积累了丰富的资料。本文作者为探讨地下水气体地球化学地震效应,选择汕头东山湖区高温热水和冷碳酸水各一个观测井,每月一次(第五天)采集地下水逸出气样,测定其气体化学组分。连续观测两年多,得到了有意义的结果。     

CO2气体在地震孕育与发生过程中的作用及其机理研究

通过甘东南地震危险区地震宏观异常观测实例分析,系统研究CO_2气体在地震构造活动过程中的地球化学演化过程,以及发生的一系列酸碱平衡和氧化还原化学反应。结果表明地下深部CO_2气体不仅是其他微量气体Rn等向地表方向运移的载体,而且参与酸碱平衡和氧化还原反应,是地下深部生物化学反应的重要影响条件,地震前兆及宏观异常现象的发生常伴随着CO_2的异常变化。因此CO_2气体可以作为良好的示踪气体,在地震前兆观测及重大异常落实中尤其要重视对其进行监测。     

地震前地下流体前兆异常特征的研究

针对鲁甸6.5级地震、唐山4.0级地震前地下流体异常现象,结合异常时段地下流体观测数据,对震前地下流体异常现象及指标进行总结分析。研究表明,鲁甸地震前及唐山地震前地下流体长期与中期异常特征均主要出现在距离震中心500 km范围内。地下流体震前异常特征现象观测的目的是判断地震危险区高密度观测特征,对地震高发区的中短期异常指标仅进行中短期分析。地震区域应力叠加导致地震前兆现象的开启,引起断裂带裂隙,地下水温度和地下深部气体异常变化,水岩变化使得地下流体混合前兆增强。在地震前兆观测范围内,获取地下流体异常指标变化可以为震前预测提供数据支持,推动地震预测理论的发展。