浅述五大连池火山区浅层气体钍、氡与断裂构造和火山活动的关系

在五大连池火山区流体化学研究原有工作的基础上，对火山群的重要区段开展了野外踏勘、气体普查，特别是用放射性气体测量方法对火烧山、老黑山、笔架山、药泉山等火山区进行了Tn、Rn测量。通过大量实测资料，分析和研究了Tn、Rn等气体和火山、火山活动、断裂构造、断裂活动性及其他地质条件的关系，初步查明了五大连池火山区的气体组成特征、分布和形成规律，对地下主要气体的成因、气体和火山构造活动及其它地质条件的关系进行了初步探讨，并提出了对五大连池火山区气体观测的初步设想和建议。     

琼北火山及断裂的活动性——氡、钍气体放射性示踪

琼北火山区是中国的主要火山群之一。笔者应用HDS - 1型快速数字闪烁测氡仪对琼北火山群马鞍岭和雷虎岭段的火山及断裂活动性进行了勘测和研究 ,对荣山 -岭南断裂进行了重点测量 ,查明了该断裂的具体位置 ,研究了火山及断裂的气体释放特征。发现Rn(氡 ) ,Th(钍 )的变化与断裂构造有密切关系 ,在Ⅰ ,Ⅱ测线上Th ,Rn异常对断裂的反映相当好。根据Th ,Rn的展布特征和浓度变化比较深入地分析了断裂的活动性。在雷虎岭西南 ,荣山 -岭南断裂活动性最强 ,而且 ,自西北向东南断裂规模及活动性均有增强的趋势。此外 ,还对火山的活动性进行了讨论和分析     

高密度电法在火山熔岩台地地质调查中的探讨

五大连池火山群,位于大兴安岭隆起、小兴安岭隆起、松辽坳陷所构成的三角区域。三角区域的边缘由三条断裂所围限,即西侧为北北东向的嫩江断裂,东侧为北北东向的孙吴地堑,南侧为东西向的讷谟尔断裂。五大连池坐落在火山熔岩台地上,火山群由坐落在波状平原上的14座火山锥和覆盖面积达800km^2的熔岩流分布构成,其中12座属于第四纪更新世火山,为五大连池旧期火山,新期的老黑山和火烧山属于近代火山。14座火山分别是：药泉山、卧虎山、笔架山、南格拉球山、北格拉球山、东焦得布山、西焦得布山、东龙门山、西龙门山、影背山、莫拉布山、尾山、老黑山、火烧山。其中老黑山、火烧山是在近代1719年至1721年爆发。高密度电法是近些年引入的物探方法,广泛应用于地质调查及工程勘察中。在火山熔岩台地区应用高密度电法勘察熔岩台地厚度、熔岩隧道、熔岩下伏地层,断裂发育等,能取得较好的地质效果。     

张家口渤海地震带P2000与RAD7型测氡仪野外观测对比实验

针对P2000与RAD7型测氡仪相同测量条件下氡浓度测值存在差异的现象,在张家口渤海地震带野外进行断层气体氡测量对比实验。实验结果表明,钍射气是造成两台测氡仪观测值差异的主要原因。根据钍射气及其子体衰变期,先使用气袋采集断层气体,静置5～10 min后再进行测量,较好的解决了氡浓度测值差异较大的现象。通过断层气体氡的野外测量方法,为两种仪器观测值直接对比提供了可能,也为地震监测技术方法改进提供参考。     

综合运用地球物理和土壤气剖面识别活动断层:以西班牙东北部比利牛斯山脉的阿梅尔(Amer)断层为例(Ⅰ)

地球物理和土壤气组成探查相结合的方法可以快速低成本地获得有关地震活动情况的信息。本研究中,对西班牙的比利牛斯山脉(Pyrenees)的阿梅尔(Amer)镇附近明显存在新断裂的两个区域进行了地球化学土壤气采样(~(222)Rn,220 Rn和CO_2)、电阻率层析成像和地震折射数据分析。数据分析清楚地揭示了沿电成像剖面每个特定位置的气体异常值。地貌与水文地质资料、综合地球物理数据和土壤气测量结果表明:1在高渗透率的主断裂区域,变质沉积基底岩会释放出内生气体氡(~(222)Rn)和二氧化碳(CO_2),而下新生代碎屑沉积地层则表现为一个不透水的边界;2氡浓度最高(52kBq/m~3)的区域对应于Amer断层内近期在地貌上有较多活动证据的地区,更准确地说,是被较薄地表物质覆盖的地区;3最低的~(222)Rn值(0.2~0.4kBq/m~3)只在主要活动断层面记录到。这可以用高土壤CO_2射流(每日267g/m~2)的稀释作用来解释;4高地表破裂区域的土壤钍射气(~(220)Rn)活动性最大(143kBq/m~3);5地下水开采可能引起重要的自然流体动力和测量的气体浓度畸变。不同数据结果(地球化学、地球物理和水文地质)与实地观测结果(地质和地貌)的一致性为我们提供了一个初步的研究区构造-重力模型。     

218Po和210Po对比测量寻找隐伏活断层

用218Po与210Po对比测量寻找隐伏活断层。利用Rn衰变子体的放射性活度,测量断层周围Rn浓度的变化。在断层处由于有较好的气体通道,深部的放射性气体易于运移地表,使地表的放射性测值增高。而距断层较远处,放射性测值较低。根据放射性测值的变化,明显出现异常的部位,就是所要寻找的隐伏活断层的地面位置。 通过在已知断层以及隐伏活断层的几次观测表明,在一定条件下.用218Po与210Po对比测量寻找隐伏活断层,探测效率较高,效果较好,是有前途的测试方法     

用α径迹法研究鲜水河地震断层土层中氡浓度变化

利用α径迹技术在鲜水河断裂的虾拉沱形变场地内进行土壤氡浓度变化的观测试验,两年多来的资料表明:氡浓度变化与气象参数变化有密切的相关性,氡含量有明显的夏高冬低的年周变化规律;土层中钍射气(~(220)Rn)能造成探片明显干扰,钍射气在6～8月间活动能力最强;断层带上的测孔比偏离断层测孔氡含量高,变化幅度大;断层带上的测孔氧含量变化与炉霍、道孚、甘孜一带小震活动似有一定对应关系。本文提出了一种氡载气流运移模式,可获得震前土壤氡明显前兆变化,但观测孔应满足构造条件、运移条件、氡物质来源条件。此外该技术能确定隐伏断层位置和走向以及断层活动性,为地震地质研究提供依据。     

汤东活动断裂带气体地球化学特征

本文采用野外多期跨断层流动观测测定了汤东活动断裂带H₂,Rn和CO₂的分布特征,以此分析了该断裂带的气体地球化学特征及其活动背景,从而揭示了气体地球化学特征与构造之间的联系。分析结果显示:不同测量期次的H₂,Rn和CO₂浓度存在显著差异,其中张河村测线的各期次测量结果中6月份各组分气体浓度均显著高于其它期次,而邢李庄测线的测量结果中1月份各组分气体浓度均显著高于其它期次;各测量期次的各气体组分分布曲线特征相似,高值异常点的重现性较好。张河村测线多期测量的H₂和Rn浓度背景值分别为（8.93±3.92）×10?6和（17.38±4.28） kBq/m3,在测线西部距汤东主断裂135 m和230 m处H₂与Rn同步出现高值异常;邢李庄测线H₂和Rn的背景值分别为（41.20±16.64）×10?6和（29.00±8.28） kBq/m3,H₂与Rn在测线西部距汤东主断裂60 m处同步出现异常。两测线的气体浓度高值异常部位与地球物理、跨断层联合钻孔详勘结果之间存在较好的对应关系,由此可推断观测气体浓度能够敏感地指示断裂带位置,而且H₂和Rn浓度是汤东断裂带气体地球化学观测的关键指标。      

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。     

氡(Rn)射气测量在胜利油田隐伏断裂研究中的应用

土壤氡(Rn)射气测量是探测隐伏断裂的存在,判定断裂的位置、走向、倾向的一种有效手段。通过在胜利油田进行的氡射气探测并结合其它勘探手段,发现该区主要的隐伏潘动断裂有无棣—益都断裂、胜北断裂和埕子口断裂。其中,无棣—益都断裂活动性最强。     

茫崖和共和地震与断层气动态异常

观测断层气体的动态,研究它的异常变化与地震的相关性,是一种新的短临预报方法。1990年青海茫崖6.7级地震、共和6.9级地震前,断层气Rn、Hg的异常变化特点是临震突变幅度大、异常反应范围广。     

地震地球化学某些前兆机理的模拟实验研究

本文通过氡射气性能的压力实验,氡射气分配系数实验和岩石的溶滤实验等,对地下水氡及其它地震地球化学前兆机理进行了探讨。实验表明:氡射气的最高值发生在岩石严重破裂时;岩石射气性能高低与其本身的铀含量成正比;岩石在压力作用下射出的氡气在水中的分配大于在气相中的分配;岩石在饱和CO_2水中和压力作用下的溶滤程度要比在纯蒸馏水中和常压下大得多。因此,地震前地下水氡浓度和水中离子组分和气体组分会出现异常变化,而这种变化既与应力作用有关,又与地球内部水-气-岩系统在地震孕育过程中的物理化学作用有关     

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。     

腾冲热海地区NW向断裂活动性的地球化学证据

腾冲热海是中国最著名的火山地热区 ,近期区内水热流体活动异常强烈。研究区内几乎所有 95℃以上的沸泉、喷沸泉以及 1993年以来发生的 2 0余次水热爆炸点均沿NW向断裂分布 ,显示该断裂目前处于强烈活动之中。钍、氡射气测量结果确定了NW向断裂的存在和具体位置。研究认为 ,NW向断裂的形成和异常活动可能与火山区壳内岩浆活动有关     

山西地震带北段与张家口——渤海地震带不同深度CO_2和Rn气体通量的差异性

2014年在山西地震带北段和张家口—渤海地震带布设35个测量剖面,测量土壤气CO_2、Rn浓度及深度20 cm、1 m的CO_2和Rn通量。测量结果表明:(1) CO_2、Rn浓度与深度20 cm、1 m的CO_2、Rn通量的平均值和最大值变化趋势大致相同,均呈自西向东的增大趋势;(2)深度20 cm、1 m的CO_2和Rn通量相关性均不明显,但1 m深的CO_2、Rn通量明显较高;(3) CO_2和Rn浓度、通量变化主要与区域复杂的地震活动性和断层活动性有关,主要受到地表化学成分和区域岩石地球化学影响。     

数字化测氡脱气装置的安装与调试

本文介绍了安装数字化测氡装置过程中所出现的问题及解决方法,主要包括以下三个方面:1.在安装数字化测氡仪时对其它观测手段干扰问题的解决;2.进入脱气装置水流量不稳定问题的处理;3.防止脱气筒内虹吸现象产生的方法。     

合作市隐伏断层控制性地球化学探测场地试验

近年来在城市活断层探测中广泛开展了土壤气探测的工作.本文在合作市周边地区选择2个位于西秦岭北缘断裂西段具有典型断层露头的甘加、黄香沟场地开展了现场土壤气汞、氡浓度测试.主要结论有：（1）断层带存在明显汞、氡浓度异常,曲线的峰值能够很好地对应断层位置,而且其曲线形态能够较好的反映出断层性质与几何形态;（2）异常段上方氡、汞的峰值异常一般比背景值高出1.5倍以上,且具有成组特征（即在断层带上方超过背景值1.5倍以上的点2个以上）,并具有典型正弓形曲线形态;（3）合作市地处草原,地表覆盖层匀一、稳定,外界干扰较小,植被覆盖好,不仅有利于土壤气汞、氡浓度地球化学方法进行隐伏断裂的控制性探测,同时也有利于对已知断裂活动性时空变化特征进行跟踪探测研究.     

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。