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     

断层土壤气采气率对气氡观测结果影响的实验研究

地震前兆观测是地震预报的基础。地震流体前兆观测在水资源过度开采的形势下,发展断层土壤气观测成为必然趋势。但地下流体观测技术规范未给出断层土壤气观测的集气-采气装置及采气条件的具体参数,而这些参数正是影响观测结果的重要因素。因此,本文对断层土壤气气氡观测的采气条件进行了实验研究及分析。结果表明,当日采气量一定时,集气室体积的大小对观测结果有较大影响。运用"采气率"这个概念来定量衡量断层土壤气观测装置系统的实用效果。集气室有效体积的大小应根据日采气量的多少来确定,采气量越大,集气室有效体积应越大,结合地震前兆观测实际,采气率应接近于1。本文实验研究结果对规范断层土壤气气氡观测提供了科学依据,也可供其它气体观测参考。     

断层土壤气CO2含量快速测定法关键问题探讨

为了提高断层土壤气CO2含量观测数据的映震效能,从测点选择、装置布设、观测方法、辅助测项4个方面对断层土壤气CO2含量快速测定法的关键问题做了全面研究,得出结论：（1）断层土壤气CO2含量测点应选择在活动断层破裂带上或紧邻破裂带的敏感地带,在测点选择时应结合地质资料和钻孔资料对预选址的地下岩石结构及其破裂程度进行研究或有效探测,不宜仅为了观测方便在现有地震台站随便选址;（2）断层土壤气CO2含量快速测定法的装置要尽可能布设得深人地下,至少应使测定孔深度超过地表以下0．5m,最好能够选择深人地表以下2．0m以上的深度,以尽量减少或不受地表生物层的影响,但在装置布设时也要充分考虑地下水位的变化情况;（3）在使用断层土壤气CO2含量快速测定法观测CO2含量变化的过程中应努力消除人为因素的影响,避免主观随意性,特别是应将CO2含量快速测定管放置到靠近测定孔的孔底位置,快速测定管底部开口应尽量保持一致且要使开口口径最大化,避免快速测定管触底;（4）测定孔内温度与断层土壤气CO2含量变化呈正相关,降雨量对断层土壤气CO2含量测值有负面的影响,同步进行测定孔内温度和降雨量辅助观测是必须的。鉴于气压变化与断层土壤气CO2含量变化有较强的负相关,建议在机理上进一步研究其影响,同时还应引入湿度作为断层土壤气CO2含量观测的辅助测项。     

濮阳地震台断层土壤气采气率对气氡观测结果影响的探讨

地震流体观测在水资源过度开采的形势下,发展断层土壤气观测成为必然趋势.介绍了濮阳台土壤气氡观测的集气、导气装置,对濮阳台土壤气氡模拟观测及数字化观测结果进行分析.模拟观测与数字化观测结果有较大差异,分析产生差异的原因.提出"采气率"这个概念来定量衡量断层土壤气氡观测系统的实用效果.模拟观测和数字化观测结果与"采气率"有较好的对应关系,观测结果表明,集气室体积过大,会造成"采气率"太低,使观测结果偏低,气氡观测结果不适合进行地震前兆观测.在实际工作中, 要通过实验确定采气率的大小,设计合理的集气、导气装置,提高观测质量.     

我国地震地下流体观测台网调整与优化方案探讨

本文首先简要介绍了我国地震地下流体观测台网的现状,然后针对其存在的主要问题提出了调整与优化的建议: ① 调整布局,重点加强我国中西部地区(105°E以西)的监测; ② 扩大规模,观测井(泉)数要达到1000个左右; ③ 全面提高观测井质量,淘汰不符合规范要求的观测井(泉),改造不完全符合规范要求的观测井,新建一批完全符合规范的观测井; ④ 优化观测项目的组合,大力发展观测井(泉)水流量观测,强化以H₂、 He、 CO₂等为主测项的断层带土壤气观测,建立断层带土壤气观测网; ⑤ 优化现有的观测模式,开展平面上的台阵式观测与垂向的多层次立体化观测; ⑥ 完善与提升现有数字化观测技术水平.      

我国地震断层土壤气流动观测调查

地球是一个巨大的开放系统,地壳放气现象是地壳不同层次进行物质、能量、信息交换的重要形式。因此,强烈放气通道实际上是一个洞察地球内部物理变化、化学变化、应力应变的"窗口"。通过系统观测和记录释放地点、释放量与释放方式,可以了解地壳内压力的变化与通道的开启状况,从而给地震预报、构造活动监测提供重要信息。断层土壤气测量在地震科学领域中应用广泛,且发挥了一定作用。本文在前人研究基础上归纳断层土壤气流动观测研究现状,并对其技术思路、数据分析等展开调查,为深入开展断层土壤气与气体运移关系的研究提出设想,以期形成相对成熟的观测技术系统,为开展地震相关研究服务。笔者认为,地震断层土壤气观测方法尚处于研究初期,不够成熟,但因其具有轻便、快捷、价廉的优点,具有广阔的应用前景与巨大的科学潜力。     

美国加州主要断裂带氡气测量

通过对美国加州圣安德列斯等主要活动断层上方土壤中逸出气氡的观测, 获取了不同构造活动类型断层的开启段、闭锁段、蠕滑段上方土壤中氡气沿断层逸出随空间变化的丰富资料。讨论了逸出氡的变化特征以及断层气研究在地震预报研究中的作用等问题。      

刘家堡活动断层土壤气氡、 汞地球化学特征

应用FD-3017RaA测氡仪和JM-4数字金膜测汞仪在兰州市进行了野外现场勘察, 结果表明: ① 刘家堡断层土壤气氡、 汞具有明显的异常显示。 与气氡相比, 土壤气汞具有更好的指示性, 与断层位置有很好的对应关系; ②土壤气氡、 汞的典型异常形态为低-较高-高-较高-低的峰值形态。 单点异常大多数为观测中的干扰因素造成; ③ 在断层带上方氡、 汞的峰值异常一般比背景值高出2倍以上, 且具有成组特征, 即在断层带上方超过背景值2倍以上的点2个以上。 根据断层带土壤气氡、 汞的变化特征, 确定了刘家堡活动断层在不同区段的具体位置。 探讨了利用土壤气氡、 汞浓度形态变化特征判断活断层性质及产状的可能性。     

不同形式的断层土壤气集气装置对气氡观测结果影响的实验研究

任何一项观测都要在一定的条件下进行,不同的观测条件会产生不同的观测结果。在断层土壤气实际观测中,由于观测装置的集气室安装方式不同形成了不同形式的集气装置,而不同形式的集气装置会对气氡观测结果产生不同影响。本文就不同形式的断层土壤气集气装置对气氡观测结果的影响进行了实验研究。结果表明,集气室滞留体积对观测结果影响较大,集气室不可保留滞留体积,应控制导气管的长度和粗细,尽量减少导气管产生的滞留体积对观测结果造成影响。集气室死体积对观测结果影响不大,可保留集气室死体积。模拟观测和数字化观测应使用不同模式的集气装置。     

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。     

海河隐伏活断层探测中土壤气氡和气汞测量及其结果

在海河隐伏断裂的探测中,利用FD-3017RaA测氡仪和XG-4型测汞仪开展了土壤气氡和土壤气汞的测量工作。根据12条断层气测线的测量结果,结合人工地震探测资料,对断层气异常位置与断层位置的关系进行了分析;运用断层气异常强度与断层活动性的关系对海河断裂的活动性进行了研究,给出了海河断裂天津段的位置和活动性分段。研究结果表明,断层气方法不仅能给出断层的初步位置,而且能够用于断层的活动性初步分段,但断层气方法所给出的断层位置应是一个条带。经与人工地震探测结果对比分析,断裂位于这个条带内;根据土壤气氡测量结果,可将海河断裂分为东、西两段,且东段的活动性要强于西段。这种强、弱之分仅是一种相对结果,在判定断层是否为活断层方面还存在一定困难     

CORRELATION BETWEEN GAS GEOCHEMICAL EMISSION AND FAULT ACTIVITY OF THE YUXIAN-GUANGLING AND KOUQUAN FAULTS

Soil gas emission is closely related to tectonic and seismic activity and has been widely used to track active faults and monitor seismicity in the upper crust. Because active fault plays an important role as the channel of the earth's deep gas upward migration due to its high permeability and porosity, the geochemical characteristics of soil gas in fault zone is a good indicator of tectonic fracture and activity. In order to study the soil gas geochemical emission intensities and its correlation to fault activity, fluxes of Rn, Hg and CO₂ in soil gas and the ground resistivity were surveyed across the Yuxian-Guangling Fault and Kouquan Fault which are both Quaternary active faults in the border area of Shanxi Province, Hebei Province and Inner Mongolia Autonomous Region. In 2017, soil gas fluxes were measured in 2 profiles consisting of 10 and 9 wells of depth of 3.0m across the fault scarps in Yuxian-Guangling Fault and Kouquan Fault, respectively. Resistivity tomography sections were attained by ground resistivity survey with electrode spacing of 5.0m along the profiles of soil gas measurement. The gas geochemical data show that there exist two abnormal flux peaks across the Yuxian-Guangling Fault and one in the Kouquan Fault. The high density resistivity measurement shows that fault breccia and fractured rocks zones are developed under the measured faults, where higher values of soil gas flux are also observed. Fractures with high gas permeability in the strata favor the transfer and migration upward of soil gases, which results in the anomalies of gas flux value. In addition, the anomalies of gas flux values are spatially identical with the occurrence of the fault scarps. The soil gas degassing rate of Yuxian-Guangling Fault is higher than that of Kouquan Fault. The research results of high density electrical prospecting and previous tectonic activity show that low-resistance bodies are more developed and the fault activity is stronger with higher slip rate, which leads to the more intense emission of soil gas in Yuxian-Guangling Fault. The conclusions can be made that soil gas geochemical characteristics and degassing rate in fault zone is closely correlated to the tectonic activity and fracture degree. Combination of geochemical and geophysical methods is an efficient way for the monitoring and study of fault activity to estimate the possible earthquake hazards.     

土壤气氡测量影响因素的初步研究

通过分析实验资料和断层气氡测量中所遇到的问题，较全面地讨论了断层气氡测量中地因素和明因素的影响。分析了断层气氡形态与断层性质的关系，以及岩土性质，土壤含水量和气温，地温，气压对土氡测量的影响。指出只要充分认识并注意避开或消除上术因素的影响就可以得到较满意的气氡测量结果。     

乌鲁木齐市城区隐伏断裂气体地球化学探测

利用气体地球化学方法对乌鲁木齐市城区７条隐伏断裂的重点地段进行了１１个剖面的定位探测。结果发现,断裂带中地球脱气现象十分强烈,而远离断裂脱气则迅速减弱。１１个剖面中９个剖面的土壤气氡在断裂上方异常显著,６个剖面的土壤气汞对断裂反映明显。经过数据数据处理和对比分析,有６条隐伏断裂在地面延伸的位置得到了较精确的判定。应当指出,地下水和人为开挖等因素对城市隐伏断裂的气体地球化学探测有较明显的干扰。     

断层气动态变化特征及其与地震活动的关系

本文介绍了白浮断层气观测点的监测研究结果，表明在一些地震前观测的断层气（特别是Ｈｇ）的异常变化。其异常特征是震前出现异常高值突跳，异常幅度大、时间短，而震后一般变化不大，同时本文还讨论了断层气的变化特征与气象因素的关系。     

温泉水库坝址区断裂活动性氡气测量成果分析评价

采用ＨＤＳ－１型快速数字闪烁测氡仪，对温泉水库坝址区活动断裂（带）或破碎带以及地震鼓包等进行了氡气测试。在计算与确定了氡含量、背景值、异常值及其背景值与异常值之差等有关数据资料的基础上，对１１条测氧剖面的成果进行了解释分析，从而判定出了隐伏活动断裂（带）或破碎带的空间分布位置，并分析评价了断裂（带）之间的相对活动强弱及其活动性。     

从汞异常讨论阳江——从化断裂的活动性及对孕震的影响

根据区域重砂普查圈定的辰砂分散晕和跨断层剖面壤中气汞测量结果，联系已有地震资料，讨论了阳江－－从化断裂带的活动性及汞异常与地震活动的关系。认为：沿断裂 带群集的汞民中以作为活动断裂的判别标志之一；汞沿断裂裂隙向上运移系促使断裂活动的动力因素之一；汞异常段之间的相对低值区或其外侧系地震活动的主要场所。     

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF TECTONIC GAS IN HUTUBI UNDERGROUND GAS STORAGE

The migrating and enriching of fault gas during dynamic load-unload process are important indexes to evaluate the stress state and tectonic activity of underground medium. The Hutubi underground gas storage provides a natural experiment site for the analysis of the relationship between the gas geochemistry and the stress-strain status. In this paper, the soil gas concentrations of Rn, CO₂, Hg and H₂ during the gas injection in the Hutubi underground gas storage were analyzed. The results show that the soil gas contents and changing trend are close to the background value in the non-reservoir area and fault zone, which may reveal the weak activity of the fault. Significantly higher concentrations of soil gas H₂ and Hg are observed in the gas storage area, where H₂ maximum reaches 5.551×10^-4 and Hg maximum reaches 53ng/m³. Moreover, the abnormal soil gas H₂ and Hg measurement locations are more consistent. The variation trends of soil gas Hg, H₂, Rn, and CO₂may be related to the different gas generation and response mechanisms. The concentrations of soil gas H₂ and Hg are sensitive to the variation of pressure and the development of cracks in the underground gas storage, and they can reveal gas injection's effect on fault activity. This study provides a new basis for analyzing the influence of gas injection and withdrawal in Hutubi underground gas storage on fault activity.     

壤中气汞测量在活断层研究中的应用

利用JM—3型数字金膜测汞仪对渭河盆地活动断层进行壤中气汞测量,取得了初步结果。认为,壤中气汞异常与活动断层存在着密切的关系,通过测汞寻找隐伏活动断层,判定断层活动性是可行的。