河南卢氏盆地黄村断裂土壤氡气测量及断裂活动性分析

本文是为了确定在卢氏盆地内被第四系覆盖的黄村断裂的位置、断裂性质,分析黄村断裂与其北侧的乔家窑地热异常的关系。断裂构造是深部氡气汇集和迁移的主要通道,氡气沿断裂向上迁移,在地表浅部形成氡异常。土壤氡气异常可揭示隐伏断裂构造的位置、产状和活动性。黄村断裂通过卢氏乔家窑一带,为第四系沉积物所覆盖。沿垂直断裂走向方向布置4条测线。应用瞬时土壤测氡仪进行了野外现场测量,测试了土壤氡气浓度,确定土壤氡气异常,分析黄村断裂位置、产状和活动性。结果表明:黄村断裂带上方土壤氡气具有异常显示,异常位置与断层位置具有较好的一致性。沿QJ12测线,从南向北,土壤氡气异常形态为低-高-较高-较低-低的峰值形态。在断层带上方氡气峰值异常高于背景值的1.5倍以上,异常峰多数为2个测点以上组成。土壤氡气变化特征表明黄村断裂具有较强的活动性。利用土壤氡气异常分析了黄村断裂深部结构特征,给出了主断裂面与次级断裂面产状和位置。结合土壤氡气异常,分析了乔家地热形成机理。初步研究结果表明,豫西基底构造具有多期活动性,活化区域内的压扭性断裂,可转变为局部张性断裂,控制水热、成矿物质的迁移和富集。     

龙泉山断裂带隐伏断层氡气特征及其活动性分析

龙泉山断裂构造带作为龙门山推覆带的前陆隆起,严格控制了成都平原东边界,其活动性历来受到人们的关注。通过对龙泉山断裂带的氡气进行测量,可以有效地判断隐伏断层的位置及其活动性。测量结果显示,龙泉山断裂带北段东坡活动性强于西坡,主断层的活动性明显强于边缘隐伏断层,4条断层的活动性由强到弱依次为合兴场断层红花塘断层龙泉驿断层松林场断层。龙泉山断裂带同一条断层在地表由多个破碎带组成,其氡气异常特征与断层活动性和破碎带特征呈正相关性,即断层活动性越强,氡气异常特征越显著。龙泉山断裂带氡气平均异常浓度是背景值的9.6倍,将各异常带峰值浓度与背景值进行对比分析,大致归纳出了龙泉山地区隐伏断层活动性的相对判别标准。     

聊城—兰考断裂及其土壤汞、氡气异常

分析了聊城—兰考断裂带形成和地质背景,将断裂带划分为3段,分述各段不同时代构造特征和地震活动等。土壤汞气、氡气测量得出,该区域存在明显的汞气、氡气异常,且异常位置接近,异常区宽度多在90～200m,表明地壳存在着汞气和氡气向上运移通道,证实了隐伏断裂存在,而且具有活动性。     

基于土壤氡气测量识别甘肃北山南缘隐伏断裂

我国高放废物地质处置库首选预选区位于甘肃北山南缘，区内分布有多条大型非活动断裂构造，这些断裂很可能成为未来放射性核素迁移的主要通道。断裂在向地表延伸过程中，受第四系覆盖等因素影响，造成关键构造部位隐伏地下而难以识别。本文以北山地区新场地段南部红旗山和前红泉断裂为研究对象，采用土壤中氡气测量方法，探讨了大型断裂构造中隐伏段落的识别及其指示的水文地质意义。结果表明：土壤中氡气测量对于识别北山南缘隐伏断裂具有很好的指示意义，是传统地质调查方法的一种重要补充；红旗山和前红泉断裂裂隙系统整体开启性均较差，裂隙系统不发育，影响范围较小，不具备形成较大规模储水空间的可能性。不同断裂带土壤氡浓度背景值差异较大，可根据土壤氡浓度累积频率分布图确定背景值；土壤氡浓度等值线分布图对判断隐伏断裂位置具有一定的指示作用。对于压剪性断裂而言，主断裂多沿氡气高异常与低异常边界分布或表现为氡气中等异常，而两侧的次级断裂表现为氡气高异常。     

两河口水电站右坝肩边坡的氡异常特征

通过对岩体的氡气测试,得到不同高程氡气脉冲值的硐深变化曲线,分析岩体卸荷强度和方式与其氡异常的相关性。岩体卸荷强度愈高,高氡异常值越高,异常深度范围越大,异常特征越明显。边坡集中卸荷拉裂部位、断层及错动带高氡异常,但边坡深部某些顺层断层或错动带异常特征不明显。结果显示卸荷强度和方式与氡气异常特征密切相关。     

断裂带土壤气测量方法在断层活动性研究中的应用——以嘉峪关断层为例

为了判断甘肃省嘉峪关断层监测点气氡浓度2015年6月以来的高值异常变化是否反映了嘉峪关断层活动的增强,本文基于土壤气跨断层分布规律,应用跨断层测量方法,通过多组分相关性分析及理论建模,综合分析了嘉峪关断层监测点气氡浓度高值异常变化与断层活动的关系。结果显示：监测点断层气中氡浓度快速增加期间,CO₂、CH₄和H₂的浓度没有增加,气氡与CO₂、CH₄浓度的变化不具正相关关系,表明监测点增加的氡气来源深部较浅,不代表断层活动的增强。监测点两侧跨断层测量结果表明,地表环境未改变一侧的氡气浓度符合断层气分布规律,地表环境发生改变一侧的氡气浓度不符合断层气分布规律,并且地表环境的改变时间与监测点气氡浓度异常变化时间同步。因此监测点气氡浓度的高值异常是由地表环境的改变引起的,嘉峪关断层的活动并没有增强。该方法为用断裂带土壤气体测量方法研究断层活动性的可靠性提供了思路。     

大震与重力异常突变带、活动断裂带关系及其流变模型

为了研究大震(M_s≥7)和巨震(M_s≥8)与重力异常和活动断裂的关系.利用EIGEN-6C重力模型计算了相关地区的自由空气重力异常, 查阅了相关地区的布格重力异常和活动断裂构造.分析了重力异常突变带和活动断裂带与这些地震的空间分布.发现大震和巨震常在重力异常突变带和活动断裂带交汇处发生.结合前人对地球深部构造特征的研究, 提出了一种流变模型来解释大地震发生于重力异常突变带和活动断裂带交汇处的原因: 地壳深部流变层(体)流动受阻碍而引起重力异常和能量积累与释放.      

洋板块地质与川藏铁路工程地质关键区带

首先解构了川藏铁路廊带不同区段工程地质差异性的复杂地质构造背景,简述了洋板块地质学的核心理念和科学意义,指出川藏铁路雅安-林芝段贯穿的7条洋壳俯冲消减增生杂岩带（蛇绿混杂岩带）,伴随中新世以来青藏高原强烈隆升均转化为新构造活动带、活动地震带、高地热活动带及地质灾害频发带,是川藏铁路攻坚克难的关键区带,也是认识理解不同地质背景区段构造岩石组合、不同变质程度、不同变形样式的有序或无序结构,并制约不同岩土力学特征和特殊不良地质体行为的切入口,是高质量高标准实现铁路工程建设的关键.      

基于熵—中位数子区滤波提取土壤氡气浓度异常——以甘肃省花海盆地为例

花海盆地位于甘肃省河西走廊盆地群西缘,深部矿产资源潜力尚不明朗。本文以土壤氡气浓度测量成果为基础,结合花海盆地构造背景及演化规律,分析了熵—中位数子区衬值滤波辨识的平面氡浓度异常特征。结果表明,研究区不同的大、小窗口(m,n)子区中位数衬值滤波正、负异常结果不同;滤波结果熵值变化范围为2.5～3.6,与大、小窗口比率k呈现"周期波动—下凹型"多项式变化。研究区最佳大、小窗口比率k范围为15～20,此时子区中位数衬值滤波熵值最小,滤波结果中显示研究区西部土壤氡气异常区域可信度最高,是本区后续勘探的有利区域。     

汶川地震小鱼洞活动断裂氡气异常及其水文地质意义

利用氡气测量的方法标定断裂(裂隙)构造及其开启程度,并反应断裂(裂隙)的水文地质特征是一种有效而且快速的方法。选取小鱼洞活动断裂三个试段进行了氡气(RaA)测量,并利用统计方法对测量数据进行分析,确定研究区氡气的背景值和异常值。根据氡气异常等级对小鱼洞活动断裂开启性进行了划分,并对其水文地质意义进行了讨论。在基岩裂隙地区可用氡气测量技术圈定蓄水构造,从而确定找水的有利孔位。     

缅甸拉泰-其培河段恩梅开江断裂带氡气测量

利用测量土壤中氡气异常来确定隐伏断裂的几何学特征。在缅甸拉泰—其培河段布置的四条测氡剖面中,氡气异常明显,拉泰-芒童段异常值约为本底值的3～8倍,芒童以南部分异常值比本底值高100倍,表明芒童以南地段活动性较强。氡气测量结果很好地控制了恩梅开江断裂在覆盖层之下的延伸展布方向。地表开挖及平硐揭露,很好地验证了测氡结果所推测的断层几何学特征。因此,测定土壤中氡气异常来寻找隐伏断裂的方法是可行的。     

藏东滇西澜沧江断裂带地质属性讨论

研究断裂带控制的火山-沉积建造及古生物区系、陆缘岛弧碰撞-造山型花岗岩带、俯冲火山弧根带阿拉斯加型镁铁-超镁铁环状杂岩和造山期或造山期后山前逆冲推覆构造等特征后认为澜沧江断裂带不是冈瓦纳板块与扬子板块的结合带,而是他念他翁山山前与昌都-兰坪-思茅（弧后）前陆盆地之边界断裂。     

氡气测量在工程地质中的应用--以西南某水电站右坝肩稳定性研究为例

本文分析了氡气测量的原理和氡气异常与不同地质现象的关系 ,提出了氡异常的判据与特征 ,并结合工程实例探讨了氡气测量在工程地质中的重要作用。     

汶川地震震后大成都地区断裂带活动性氡气测量分析评价

本文运用活动断裂剖面上的土壤氡气浓度测量,对大成都地区断裂的位置、范围和活动性进行监测,监测结果表明汶川地震对大成都地区断裂带有较大的影响。通过对北川断裂虹口剖面、彭灌断裂小渔洞剖面、彭灌断裂中坝剖面、彭灌断裂白鹿剖面以及新津-蒲江断裂剖面进行监测,从测量结果分析可知:断裂剖面土壤氡浓度背景高于无断裂带地区,且受地震影响较大,距汶川地震震中越近,断裂剖面土壤氡浓度值越高;断裂剖面氡浓度异常阈值与背景值之比均不大于3,最大值与背景值之比均小于5。结合测量地点的地形、表层土壤结构等地质条件,对大成都地区震后活动断裂的相对活动性的强弱进行科学评价,认为目前大成都地区并无活动性极强的断裂,且北川断裂与新津-蒲江断裂的活动性高于彭灌断裂。     

川滇块体东边界大凉山断裂带中段断层氡气特征及活动性探讨

通过对大凉山断裂带中段普雄河断裂、甘洛-汉源断裂、洪溪-美姑断裂进行野外的氡气测量,分析讨论各断裂带的氡气特征、相对活动性强弱以及与现代地震的发震关系。研究结果表明:(1)3条断裂均表现出氡气多峰异常的特征,指示其为多条断层或隐伏断层组成的构造带。其中,普雄河断裂带由6条断层组成、甘洛-汉源断裂带由3条主要断层组成、洪溪-美姑断裂由3条断层组成;与野外及地形地貌有着较好的对应性;(2)3条断裂带内各断层氡气最大峰背比介于3.89～16.30;异常平均峰背比介于3.11～7.09;异常平均值/异常下限值介于1.82～4.15,相对活动性判别表明,虽然普雄河断裂带最宽,次级断层最为发育,但甘洛-汉源断裂的活动性却更强,表明中生代以来的控盆作用更明显;(3)与区内已有发震断层资料对比总结出,当断层氡气异常平均峰背比介于4.67～5.12、异常平均值与异常下限值比介于2.73～3.00时,断层具有发生5.0级中强震的能力。而甘洛-汉源断裂带中侯波日哈断层、瓦依拉达断层氡气异常平均峰背比介于5.52～7.09、异常平均值与异常下限值比介于3.23～4.15,因此具有发生大于5.0级中强震的可能,也为监测区内活动断层的地震活动性提供了新的资料。     

鲜水河断裂带色拉哈—康定段新发现的活动断层：木格措南断裂

鲜水河断裂带位于青藏高原东缘,是中国大陆内部地震活动性最强的大型活动断裂带之一。大量研究证据表明,鲜水河断裂带色拉哈—康定段未来几十年内发生破坏性强震的风险较高。目前正在规划建设的国家重大交通基础建设工程——川藏铁路,将在康定折多山地区直接穿越鲜水河活动断裂带。本研究通过高分辨率卫星影像的地质地貌解译和详细的野外构造地质填图,新发现一条发育于色拉哈断裂和折多塘断裂之间折多山花岗岩体内的长约24km的全新世活动断层,该断裂空间上可分成北、中、南三段,呈(正滑)左旋右阶雁行状排列,并将其命名为“木格措南断裂”。该活动断裂的发现对完善鲜水河断裂带色拉哈—康定段的精细几何图像和构造组合特征,准确评价鲜水河断裂带的地震危险性具有重要意义,并为川藏铁路施工建设和安全运营提供了重要科学数据支撑。     

二连盆地砂岩型铀矿土壤氡异常模型及应用

二连盆地是我国北方重要的砂岩型铀矿产地之一。为提取地表弱矿化信息,建立直接找矿标志,在盆地内实施面积型土壤氡及其子体测量,通过剖面、平面叠合铀矿化信息分析,建立了砂岩型铀矿土壤氡异常模型:即土壤氡气异常往往位于铀矿体上游一侧,异常值高达15 000 Bq/m3以上,矿体上方大多为氡气背景值,而矿体下游一侧多为氡的偏高晕。此模型揭示二连盆地具有较好的铀成矿潜力,指明了进一步铀矿找矿方向。     

断裂带土中氡浓度影响因素分析及特征曲线应用

土壤中的氡气（Rn）是研究断裂的一个有效手段,通过氡浓度变化曲线可以大致确定断裂带的位置、范围和产状等。一般而言,断裂带上方呈现Rn峰值异常,远离断裂带逐渐衰减至正常水平。土壤中氡浓度变化取决于断裂的规模、倾角、岩性、破碎带宽度、充填物透气性、覆盖层、地下水、稀释效应和放射性平衡等因素。     

川藏铁路廊道板块缝合带对软岩分布的控制效应及其工程影响

软岩长期以来都是工程建设中重点关注的对象,在具有高地应力、高温、高水压等复杂环境特点的川藏铁路廊道更是不可忽视的难题,但目前区域软岩的发育分布特征及其工程效应还未有深入的研究。本文在铁路廊道及邻区地质填图成果的基础上,结合岩体结构调查、岩石回弹测试以及微观分析,发现缝合带对软岩发育有着明显的控制效应。取得如下认识:(1)铁路廊道发育金沙江、澜沧江、怒江及雅鲁藏布江等板块缝合带,受缝合带特殊的构造活动形式与温压条件等影响,泥岩、片岩、板岩等软弱岩石及糜棱岩、碎裂岩和损伤岩带等构造软岩主要分布在缝合带内部及其边界断裂两侧;(2)板块碰撞运动控制了区域岩石建造特征,并造成岩石变形变质和构造损伤,使得岩石力学性质劣化,导致区域内软岩广泛发育;(3)川藏铁路廊道软岩工程地质问题主要有受缝合带控制的软弱岩石区段隧道工程大变形风险较高,隧道工程穿越缝合带活动性边界断裂构造软岩时易出现突水突泥灾害,软岩发育且外动力作用强烈的区段频发的山地灾害将严重威胁地表线路及临辅工程。本研究成果可为川藏铁路廊道软岩工程地质问题的预测及防治提供科学依据,也能为板块碰撞挤压作用下软岩的变形机制和工程防控技术等方面研究奠定基础。     

川藏铁路可研阶段重大工程地质风险分析

川藏铁路作为史上修建难度最大的铁路,沿线具有显著的地形高差、强烈的板块活动、密集的深大断裂、频发的山地灾害等恶劣地质环境特点,工程建设面临着复杂多变的地表和地下重大地质安全风险挑战。为深入综合分析川藏铁路可研阶段沿线地质风险,定量评价其对工程的影响,基于川藏铁路沿线翔实的时空数据集及资料,采用三维结构建模、数值统计建模、动力建模、时空建模等方法,进行了地表、地下重大工程地质灾害综合定量风险分析。地表工程地质灾害综合风险分析结果表明:在宏观上,川藏铁路沿线存在3个地表地质灾害高风险区,分别是鲜水河断裂带、金沙江断裂带和东构造结地区。由于川藏铁路采用以隧道为主的设计方案,地表地质灾害的风险大大降低。分别建立了活动断裂、岩爆和大变形等风险评估的普适性模型及综合风险分析模型,以易贡隧道为例,对典型重要隧道全线不同段落断裂活动性、岩爆、大变形等典型地下工程地质风险以及综合风险进行了定量评价。结果表明:川藏铁路沿线的地质灾害、断裂活动、岩爆和大变形等重大工程地质灾害的总体风险等级较高,影响工程安全;定量评估结果可以进一步指导后续的设计与施工的优化和深化。本研究为川藏铁路可行性研究提供了有力的科学支撑,同时也为国内外类似线性工程地质灾害风险分析提供参考。