同位素地球化学在地震监测预测研究中的应用进展

随着新观测技术和理论的进一步发展,同位素地球化学方法在地震监测预测研究中发挥了越来越重要的作用。通过同位素地球化学方法确定地下流体来源,研究地下流体循环特征,分析地震前兆异常的成因,评估地质构造活动的程度,开展地震预测研究。同位素示踪技术还可以结合深源流体监测和地球物理方法,揭示地震孕育、流体与震源之间的关系。此外,同位素地球化学还可以构建断裂带流体地球化学背景特征,用于地震监测点映震效能的评估,提高地震监测预测的准确性,为地震新监测点的布设和震情跟踪提供技术支撑。通过对现今同位素在地震监测预测中所使用的方法、技术及国内外应用情况的总结分析,力图全面认识同位素地球化学在地震监测预测应用中的现状及发展趋势。     

中国新疆北天山和台湾南部陆地泥火山研究进展

在系统介绍中国新疆北天山地区和台湾南部地区泥火山研究进展的基础上, 对其地质特征进行了对比分析。结果显示, 北天山和台湾南部地区的泥火山均沿着断裂带分布, 主要位于背斜轴部, 泥火山分布区地层多出露为含泥岩层。对两个地区泥火山喷出物物理特征进行了对比分析, 固体喷发物的矿物成分相似, 如石英、 蒙脱石等; 液体喷出物的泥浆温度与冒泡频率相近, 但最大气泡直径与气体流量有很大差别。又分别对两地区液体、 气体喷出物的化学特征进行了对比分析, 液体喷出物均盐度高; 甲烷是大多数泥火山喷发气体的主要成分, 一些泥火山喷发的气体主要是二氧化碳。区域构造地质和气候条件不同, 导致两地泥火山喷出物存在差异。从现有研究来看, 两地泥火山的喷发都是岩层的孔隙压力增大造成的。两个地区泥火山与当地地震活动之间表现出良好的对应关系。泥火山的地球化学参数可能是地震活动的潜在指标。     

九江庐山地区地下水水文地球化学特征及成因

分析九江环庐山地区观测井水、大气降水、冷泉水、地热温泉水及地表水水样的常量化学组分和氢氧同位素及氚活度,结果表明,庐山地区地下水主要分为西北、东南两个水文地质单元,西北侧以九江台2号井井水、东林寺泉水为代表,水化类型为HCO3-Ca;东南侧以地热温泉井水、观音桥泉水为代表,水化类型为HCO3-Na,离子组分主要来自风化壳岩石风化。氢氧同位素显示,九江庐山地区地下水均属于降水成因型,部分井泉具有深循环的特征;氯离子估算结果显示,大气降水直接补给率约为4.5%~33.27%。大气降水下渗补给形成裂隙承压自流井泉是庐山地区地下水主要成因,另有部分为降水经长时间深循环形成地热温泉水,而九江台2号井既有浅表水特征又有深循环水的特征,暗示两个不同补给源的含水层通过不同循环路径上升到浅表地层,携带有部分深部构造活动信息,有利于获取地震前兆异常信息。     

新疆呼图壁地下储气库断层气体地球化学特征研究

Rn、CO₂、Hg、H₂等断层气体被广泛应用于断层活动性以及断层结构特征的研究。当前，研究介质中压力变化与断层气间的关系是断层气映震研究的主要技术方法之一。新疆呼图壁地下储气库自建成以来，每年以周期性循环“注入/采出”模式运行，该运行模式带来的储气库气压变化会影响周围地区的地震活动。同时，这一定期加压存储与减压释放气体的过程为研究应力变化引起的断层气变化提供了天然的实验场。通过对呼图壁储气库开展断层气定期流动测量以及定点连续观测，获取反复加载、卸载气体过程中储气库及周边区域断层气体Rn、CO₂、Hg、H₂浓度的变化特征，在储气库区域内观测到明显的Hg、H₂浓度高值现象，其最大值分别为190ng/m³和725.40ppm，且其空间分布特征表现为在储气库加压存储过程中，储气库区域内注采井附近的气体浓度高于储气库区域外；此外，长期连续观测结果表明，断层气H₂与储气库的压力变化存在一定的关系，H₂对储气库内压力变化的响应更为灵敏。对呼图壁储气库应力变化引起的断层气变化特征进行分析，可以认识不同应力状态下断层气变化特征，为地震台站勘选与建设、震情跟踪以及异常落实等提供地球化学科技支撑。     

地震地球化学监测现状及发展建议

1 地震地球化学发展背景 地球化学是研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学.基于研究目的的不同,地球化学分为元素地球化学、气体地球化学、同位素地球化学、构造地球化学、水文地球化学等研究方向,近年来衍生出地震地球化学.此为在地震学、水文地球化学、元素地球化学、同位素地球化学和水文地质学等学科基础上发展起来的一门新兴学科,是研究地震孕育、发展、发生过程中地下水、岩石、气体组分及化学成分等变化与地震关系的科学.     

江西九江2号井地震水文地球化学特征及成因

对江西省九江地震台2号观测井井水、大气降水、马尾水泉水及天花井水库水的常量化学组分、氢氧同位素及氚活度数据进行分析,讨论九江台地下水的水化学类型、成因及补给循环过程,揭示九江地震台2号井对构造活动响应灵敏的地球化学特征。研究发现九江台2号井水水化学类型为HCO₃-Ca·Mg型;氢氧同位素指示九江台2号井水属于大气降水成因型,补给高程为647 m;氚活度分析给出的地下水年龄显示九江台2号井既有老水补给又有近10年的新水补给。分析结果表明,九江台2号井既有浅表水特征又有深循环水的特征,暗示两个不同补给源的含水层通过不同循环路径上升至浅表,而深部含水层可能携带部分深部构造活动的氡,并在瑞昌—阳新M_S4.6地震前出现较显著的异常信息。     

九江地震台观测井水氢氧同位素特征及意义

在地震地下流体观测研究中,基于氢氧同位素示踪技术研究地下水补给源及循环过程是常用的技术方法之一。本文给出了九江地震台2号观测井水、大气降水、周边水库水及高山泉水等样品的氢氧同位素测定结果,表明地下水δ~(18)O测值介于-7.59‰～-6.09‰,平均值-6.99‰,δD测值介于-45.22‰～-39.69‰,平均值-42.32‰,变异异数分别为0.09、0.16;大气降水δ~(18)O测值介于-13.00‰～-1.27‰,平均值-4.74‰,δD测值介于-96.13‰～-4.74‰,平均值-46.87‰,变异异数分别为0.40、0.56,与降水相比,地下水氢氧同位素变化更为稳定。大气降水氢氧同位素2017年5～10月表现为明显的降水效应,2018年11～4月表现为明显的温度效应,而地下水氢氧同位素并未表现出明显的降水效应和温度效应。氢氧同位素及过量氘揭示地下水在下渗补给前经历了明显的蒸发分馏作用,并与围岩进行~(18)O交换,δ~(18)O与δD计算得出的补给高程分别约为647、440m。九江台观测井的观测层地下水为大气降水成因的构造裂隙水,属于大气成因型且循环过程为较稳定的裂隙水补给并形成承压自流井。