土壤气分子氢的氘氢比可作为一种断层活动标志

从1978年11月开始.协田宏(日)等人在日本西南部,沿山崎活断层进行了一系列现场试验,观测土壤气中氢气、甲烷、二氧化碳和分子氢的氘氢比。在沿断层的土壤气中观测到了超过3％(体积百分比)的相当大量的(30000ppm)氢气;而远离断层带的土壤气中的氢浓度大约为0.5ppm,几乎与空气中氢的含量一     

山西地震带南部断裂土壤气地球化学特征分析

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,活断层是连接深部和深部气体释放的天然通道。断层气溢出空间主要集中在断裂带附近,大量资料表明,断层活动越强的地区,断层气含量越高。近年来,随着便携式土壤气仪器的研发,新仪器具有采样简单、快速、成本低等优点,有关土壤气的观测也越来越成熟。跨断层土壤气的研究结果表明,断裂带土壤气的浓度与地震活动     

郯庐断裂带安徽段土壤气体的地球化学特征

在郯庐断裂带安徽段由北向南分别于泗县、明光、肥东、桐城布设了4个测区,每个测区各布设了4条跨断层土壤气测量剖面,测量土壤气Rn、Hg和CO_2的浓度。根据16条跨断层土壤气剖面的测量结果,对郯庐断裂带安徽段的3种土壤气体的释放特征及其与断层空间位置间的关系进行了初步分析。结果表明,气体在断裂带附近较为富集,对断层位置有一定指示作用;气体的富集程度与断裂的活动性、该区段断层岩性及地质环境有一定关系。该结果对于认识测量区域气体的积累特征及构造地球化学研究有一定意义。     

断层带土壤气中H_2观测——探索地震短临预报的新途径

本文介绍了氢的化学与地球化学特性及氢气与地震的关系,论证了利用断层带氢气观测突破地震短临预报难关的可能性。氢(H)是粒径最小,质量最轻,迁移速度最快,穿透力最强的元素。氢气(H2)在大气中的含量很低(0.5ppm),在地壳中的含量较高(n~n×102 ppm),集中分布在5~8km深度,主要释放于断层带上。H2动态与断裂活动、地震活动的关系明显,特别是地震前n~n×10天常常表现出信噪比很高的异常,因此学者们一直在探索将断层带H2观测用于地震预报,但由于观测技术的限制进展缓慢。随着ATG-6118H型数字化测氢仪的研制成功,在地震台站连续观测H2有了可能。鉴于上述情况,文中提出了在较大的地震断层带上成网观测断层带土壤气H2的思想,并对网的布设原则与规模、观测点的选择与观测孔建设等技术要求进行了讨论。     

唐山断裂带南西段和北东段土壤气Rn和CO2浓度特征

本文通过测量唐山断裂带南西段王兰庄和北东段巍峰山的土壤气Rn和CO₂浓度, 探讨了Rn和CO₂浓度的空间分布特征及其与断裂活动的关系。 测量结果显示, 王兰庄剖面和巍峰山剖面土壤气Rn浓度范围分别为691~57 671 Bq/m³和471~32 739 Bq/m³, CO₂浓度范围分别为0.17%~7.21%和0.08%~1.71%。 两个剖面Rn和CO₂浓度均高于区域背景值, 这与唐山断裂带断层的开放状态有关。 Rn和CO₂释放强度(K_Q)在王兰庄剖面分别为2.90和4.04, 在巍峰山剖面释放强度分别为0.90和0.99。 王兰庄剖面测线中部土壤气浓度明显高于两端, 而巍峰山剖面测线中部与两端浓度平均值相近, 这种浓度空间分布特征的差异主要是断层破碎程度不同所致。 巍峰山剖面土壤气Rn浓度水平较高, 地球物理学研究发现此区域应力值高, 断层活动性较强, 表明土壤气Rn浓度与断层活动性有着密切的关系。     

鲜水河—小江断裂带土壤气地球化学特征

在鲜水河—小江断裂带上布设10个测区,每个测区布设4条土壤气测量剖面,共640个测点,跨断层测量了土壤气CO₂、CH₄、H₂、Rn和Hg的浓度,分析了土壤气的空间分布特征及其成因,讨论了土壤气地球化学特征与断层活动的关系。结果表明,(1)鲜水河—小江断裂带土壤气CO₂、CH₄、H₂、Rn和Hg的平均浓度分别为0.4%、12.0 ppm、5.3 ppm、13.53 kBq/m³、11.29 ng/m³;(2)鲜水河断裂炉霍段、安宁河断裂冕宁—西昌段和则木河断裂上高土壤气浓度值表明,历史大地震离逝时间越短、近期小震活动性越强、滑动速率越高的断层,其裂隙发育程度越高,从而导致土壤气浓度也越高;(3)鲜水河断裂雪门坎段和小江断裂北段低土壤气浓度值表明,历史强震离逝越久、现今地震活动性越弱、滑动速率低的断层,其裂隙发育程度越低,从而导致土壤气体浓度也越低。     

呼和浩特地区隐伏断层土壤气氡、汞地球化学特征

根据呼和浩特地区隐伏断层土壤气中氡、 汞的浓度, 探讨了断层的气体地球化学特征及其确定隐伏断层的方法。 在呼和浩特地区8条测线上进行了土壤气中氡、 汞浓度野外现场测量, 共2014个测点。 测量结果表明: 土壤气中氡浓度背景值为2238.7～3715.4 Bq/m³, 土壤气汞浓度背景值为21.1～79.4 ng/m³。 在8个地球化学剖面中有7个在断层带上发现了异常, 其土壤气氡、 汞异常强度一般是背景值的1.7～10.3倍。 根据断层带上土壤气氡、 汞异常特征确定了断层的具体位置。 土壤气氡、 汞测量是隐伏断层探测中非常有效的手段。     

吉兰泰断陷盆地周缘断裂带气体释放及其对断层活动性的指示意义

为了研究吉兰泰断陷盆地周缘断裂带气体排放及其对断层活动性的指示意义,在盆地周缘4条活动断裂上布设了5条土壤气测量剖面和1条电磁测量剖面,观测了土壤气中Rn,Hg和CO₂的浓度、释放通量和地电阻率,对各测量剖面进行了土壤化学组分分析,计算得到了断层活动性相对指数K_Q。研究结果显示:土壤气体CO₂和Rn受渗透性较低的粉砂土阻挡,主要沿结构破碎的断层上盘逃逸,并形成浓度高峰;吉兰泰盆地南缘土壤气Rn,Hg和CO₂的浓度和释放通量最高,可能与盆地西南缘花岗岩中U和Ra的运移以及盆地南缘碳酸盐岩的分解有一定的关系。各测量剖面的断层活动性相对指数K_Q值的变化特征表明,正断层和逆断层的K_Q值大于走滑断层,且巴彦乌拉山山前断裂上的K_Q值最高,揭示其活动性最强,有可能是地震发生的潜在危险区。      

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。     

安徽中西部地区断层气测量及结果分析

在安徽中西部地区的霍山杨树沟、金寨关庙、庐江柯坦和肥东龙泉山4个场地开展断层气测量,测量结果显示:土壤中气体Rn含量有明显的峰值异常,结合前人研究成果,可以进一步判断断层可能存在的位置;自西向东,土壤中气Rn含量逐渐减少;通过土壤中不同气体组分的对比,显示土壤中Rn和CO2的浓度具有明显的相关性,认为CO2作为载气,Rn伴随着CO2运移至地表。     

氢发射和地震活动间的关系

中央构造线是日本最长的活动断层,对其附近的榆亚斯帕矿泉气泡化学组分的测量,表明H_2发射增长时期与附近的翁诺震群事件相符合。在最近三年里,无例外地观测到4次相符合的事件。H_2浓度的变动范围在<0.5和200ppm之间,而其它气体,如He,Ar,N_2和CH_4没有很大的变动。H_2浓度与地震活动释放的能量有关。野外资料以及Sugisaki 等(1983)所做的室内实验结果表明,在矿泉观测到的H_2是因地震活动而破碎的岩石与地下水反应而产生的,矿泉水中的H_2出现在地震之前,这一观测结果提示岩石中的微破裂可能发生在地震之前,前兆性的H_2发射可能有助于地震预报。     

甲烷与地震活动性

在《美国地球物理协会联合会汇刊》1983年6月4日最近一期的《甲烷与地震活动的联系》一文中,奥伦兰(R.S.Oremland)介绍了他认为与深部甲烷气体假说有矛盾的观测结果。其主要的事例以加利福尼亚的马默思湖火山地区附近的一次5.7级地震为依据,该地震并没有引起当地四口水泉中气体甲烷含量的任何增加。在我们发表的深部气体假说的讨论(Goldand Soter,1980,1982)中,我们提出:①火山区和非火山区都具有一个从地幔深部释放气     

郯庐断裂带江苏段土壤气体地球化学特征研究

为讨论郯庐断裂带江苏段土壤气体CO_2、Rn以及Hg的地球化学特征,在重岗、晓店、桥北和何庄4个地点跨断层测量了土壤气中CO_2、Rn以及Hg的浓度。测量结果表明:郯庐断裂带江苏段上土壤气CO_2、Rn和Hg的浓度异常衬度分别为2.74~3.75,2.05~5.73和1.84~3.96。土壤气中CO_2、Rn和Hg的浓度异常主要集中分布在断裂带内及附近,且与活动断裂带地震活动性有很好的一致性。     

应用QDJ—A气敏地震监测仪测定实验过程中氢析出量的方法

QDJ-A气敏地震监测仪,因具有很高的灵敏度,兼有连测和点测系统,不仅为地震监测,也为地震水文地球化学实验研究提供了有利条件。由于气敏鉴定器对氢和甲烷都有很好的响应,但在实验研究对象——岩石或地下水中,二者又往往共存,所以通过连测系统获得的气体变化过程曲线,至少反映氢和甲烷的混合变化,通过点测系统,用色谱法检查,也只能对氢析出做定性分析。然而多数实验不仅要求观察氢析出的动态变化,还必须对它定量。为此,作者在实验研究中曾提出一个测定氢析出量的方法。该方法的基本思路也可用于地震监测,对自流井水(气)化学组分的动态做半定量分析。     

郯庐断裂带山东段土壤气体地球化学特征

断裂带土壤气浓度测量是活动断裂地震危险性评价的重要手段之一。根据郯庐断裂带山东段安丘—莒县断裂和黄线弧形断裂断层土壤气中Rn、CO2和Hg的浓度,探讨断层气体地球化学特征。测量结果表明:安丘—莒县断裂Rn、CO2和Hg的浓度异常明显,且Rn和CO2的浓度异常具有较好的相关性。郯庐断裂带山东段沂沭断裂土壤气中,Rn和CO2浓度异常沿断裂由南向北变小,二者浓度异常与断裂活动性有一定关系。     

郯庐断裂带宿迁段土壤气氡与断裂活动性关系研究

通过跨断层土壤气氡逸出浓度测量,获得数据资料,氡浓度呈明显的正态分布特征,峰值出现在断裂中心区域或断裂带附近,随着远离断裂轴线,测值沿断层两侧呈阶梯式降低。结合郯庐断裂带宿迁段5条主干断裂分段特征以及土壤气氡M值、B值、A值、N值、相对活动度、异常下限、异常衬度等指标参数变化,得出土壤气氡逸出浓度高低与断裂活动性强弱有较好的对应关系,土壤气氡逸出浓度越高,断裂活动性越强。     

地下氢气微动态与动力响应特征

<正>地球内部气体中与构造活动有直接关系的氢(H2),被广泛认为是最有可能在短临地震前兆异常中获得突破的测项。研究表明,地壳逸出的氢、特别是断裂带溢出气中H2形成的机理归纳为3种类型:1地壳下层的塑性岩石在断层错动过程中会产生H2,如蛇纹岩或硅酸岩大新鲜裂隙和破裂面容易发生水岩反应直接产生氢;2源于地壳深部岩石孔隙、裂隙中被封存的H2,随着断裂带岩石中裂隙的连通和孔隙压力的增     

祁连山断裂带中东段断层土壤气氡浓度强度时空分布特征及其地震危险性分析

基于祁连山断裂带中东段9个观测点2016—2021年的土壤气体氡浓度观测数据,深入分析其浓度强度时空分布特征。同时结合历史大震背景、现今地震活动与断裂带滑动速率的对比分析,从地球化学的角度对祁连山断裂带中东段进行地震危险区段判定。研究表明：祁连山断裂中东段土壤气体氡浓度强度的空间分布特征为东强西弱,其时间序列变化特征总体呈下降趋势;断层土壤气氡浓度强度的空间分布特征、历史及现今地震活动和断裂滑动速率具有较好的耦合性。研究结论可以提供研究区深部地下流体活动的证据,对进一步研究追踪未来可能发生地震的断层和活动段具有重要意义。     

瑞昌—武宁活动断裂带土壤气地球化学特征

对瑞昌—武宁断裂带瑞昌段进行了跨断层气体地球化学流动测量,测定了断裂带土壤气Rn和CO₂浓度,分析了该断裂带的气体地球化学特征,结合赣南地区b值讨论了断裂带气体分布特征与构造活动性的可能关系。结果显示：桂林桥、伍家畈土壤气Rn和CO₂浓度均表现出强正相关特征,说明断裂带Rn是基于CO₂载气运移至地表浅层。Rn和CO₂浓度峰值均出现在断裂带附近,桂林桥测线中部土壤气浓度明显高于两端,而伍家畈测线中部与两端浓度平均值相对接近,这种浓度空间释放特征的差异可能主要是震后断裂带愈合程度不一所致。两条测线土壤气Rn浓度水平较高,b值扫描发现研究区应力呈增强趋势,表明断裂带活动性较强,可能意示土壤气Rn浓度与断裂带的活动性有着密切的联系。     

阳原盆地北缘断裂带中段土壤气体地球化学特征与断裂活动性

有研究认为1989年和1991年阳原盆地西侧冀晋交界附近发生的2次中强地震震群导致盆地东侧应力随之调整,意味着阳原盆地开启了新的地震活跃周期。盆地东侧地震活动主要集中在盆地北缘断裂附近,其中段大蟒沟至台家庄为该北缘断裂最活动段,该断裂带的最新活动情况对于震情形势分析具有重要意义。本研究在河北阳原盆地北缘断裂带中段的大蟒沟、姚家庄、南口村、台家庄布设了4条测线开展2期Rn、CO₂及Hg浓度测量,在南口村、台家庄剖面开展一期土壤化学成分分析,以研究该盆地北缘断裂带中段土壤气体地球化学特征空间差异及其与断裂活动的关系。结果表明:气体浓度高值点分布在断层陡坎、破碎带上,利用断层气在该区域探测隐伏断裂的浅层位置具有可行性;南口村剖面土壤气体释放强度相对高于其他剖面,这种浓度空间分布差异性可能是由于地质构造结构与断裂活动性引起的断裂破碎程度不同所致;土壤中总汞(THg)含量与气体浓度空间分布上具有一定吻合性,基于土壤中总有机碳(TOC)能够吸附Hg元素的特征,THg浓度分布特征能反映一段时间内断层活动状态;结合断裂带周边定点前兆连续观测数据及地震活动性分析认为,该断裂目前活动水平相对较弱。