江西南昌新建—樵舍断裂土壤气Rn、CO2地球化学特征

为研究南昌新建—樵舍断裂土壤气体地球化学特征及构造地球化学背景,采用野外断层土壤气测量方法,于2021年4月和9月开展2期土壤气Rn、CO₂的重复观测,结果发现：(1)土壤气浓度范围：第1期Rn、CO₂的浓度范围分别为2 280—81 408 Bq/m³和0.09%—1.49%,背景值分别为21984Bq/m³和0.53%;第2期Rn、CO₂的浓度范围分别为5 560—97 000 Bq/m³和0.33%—7.05%,背景值分别为30 500 Bq/m³和1.44%。(2)断裂带位置判定：测线上测点2附近土壤气浓度出现高值异常,由于气体在断裂带附近较为富集,判断此处可能为新建—樵舍断裂浅层位置所在。基于2期实测土壤气Rn浓度的断裂活动性评价结果,认为新建—樵舍断裂带现今活动较弱或活动不明显。本研究结果可为研究区土壤气的进一步研究和地质构造活动分析提供地球化学基础资料。     

金城关活动断裂带土壤气氡、汞地球化学特征

分析了兰州金城关断裂带土壤气氡、汞的地球化学特征及其与断层出露位置和断层产状的关系,给出金城关断裂不同段的断层性质。讨论了利用断层带土壤气寻找隐伏活断层以及判断活断层性质的依据和方法。     

浙江省珊溪水库地区土壤Rn和H2地球化学特征

在浙江省珊溪水库地区布设5条断层土壤气Rn和H₂测线,并选取15个溶解水氡采样测点。测量结果显示,其中有3条土壤气测线上的Rn浓度均值超过70 Bq/L,土壤H₂测值最高达1 377 ppm,水样中溶解氡浓度最高值为68.3 Bq/L。通过珊溪水库地区历史地震活动和地质构造情况分析,发现该地区土壤Rn、H₂和溶解水氡的高值分布区均与双溪—焦溪垟断裂F_11-3分支的空间位置密切相关,该断裂分支是珊溪水库地区小震活动的发震断裂。另外通过研究发现,历史震群活动距今时间以及震群活动的频度和强度是影响珊溪水库地区土壤气Rn和H₂地球化学特征的重要因素。     

郯庐断裂带新沂——泗洪段土壤气Rn体积活度和CO_2浓度特征研究

郯庐断裂带江苏段地区4个剖面进行了土壤气Rn体积活度和CO_2浓度测量结果显示,自北向南土壤气Rn体积活度均值分别为22.9kBq/m^3、35.5kBq/m^3、40.2kBq/m^3、26.6kBq/m^3;自北向南土壤气CO_2浓度均值分别为0.669%、0.400%、0.503%、1.109%。土壤气Rn体积活度和CO_2的浓度在空间分布上具有较好的一致性,这可能与CO_2是Rn的载气有关。综合分析土壤气Rn和CO_2测量结果以及水准资料可得,2017年土壤气Rn高值出现在晓店段可能与区域应力应变调整有关。本研究不仅为研究区以后的土壤气研究提供了参考,同时也可为研究区的构造活动研究提供地球化学资料参考。     

唐山断裂带土壤气地球化学特征分析

由于唐山断裂带土壤气地球化学研究成果相对较少，因此于2017—2018年分3期对唐山断裂带5条分支断裂土壤气浓度（包括Rn、Hg、CO₂）和通量（包括Rn、Hg）进行测量，利用土壤气浓度平均值+2倍均方差的方法确定每条断裂异常限。分析结果表明，唐山-古冶断裂和唐山断裂土壤气浓度及通量出现高值异常；2017—2018年M_L1.0以上地震多集中在唐山断裂和唐山-古冶断裂，与土壤气异常分布有较好的相关性；土壤气地球化学空间变化特征能反映断裂带的分段活动性。     

陇县—宝鸡断裂带CO2气体地球化学特征及成因

陇县—宝鸡断裂带位于青藏块体东北缘,属于鄂尔多斯块体西南缘弧形断裂束的最南段。为对比分析该断裂带的分段活动性强弱特征,利用断裂带逸出气CO₂的地球化学特征进行反演。布设6条跨断层土壤气CO₂测线,进行2期测量,共计获取150个土壤气CO₂组分浓度,计算了气体的相对活动强度;收集了60件CO₂气体样品,测试了其碳同位素组成。结果表明：岐山—马召断裂的气体活动强度（1.56～2.70）比固关—虢镇断裂的气体活动强度（1.73～1.75）大,且岐山—马召断裂上的CO₂碳同位素组成比固关—虢镇断裂上的CO₂更靠近深部物质端元。位于南段的岐山—马召断裂的地下构造连通性较好,断裂闭锁程度较低,而位于北段的固关—虢镇断裂气体活动性较弱,闭锁程度较高,未来发生地震的危险性较高。     

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。     

新保安—沙城断裂带土壤气地球化学特征分析

测量断裂带土壤气浓度变化, 是监测断裂活动性和地震危险性的重要途径之一。 2014年5月, 我们在怀来地区新保安-沙城断裂测量了断层土壤气H₂、 He、 CO₂、 Rn、 Hg浓度以及CO₂、 Rn、 Hg的通量。 测量结果显示: H₂、 He、 CO₂、 Rn、 Hg浓度变化范围分别为, H₂: (0.4～34.2)×10^-6、 He: (2.8～7)×10^-6、 CO₂: (0.051～1.19)%、 Rn: (0.31～18.22) kBq/m³、 Hg: (2～54) ng/m³。 土壤气H₂和Rn是揭示断层位置的有效参数之一, 在断层附近以及有陡坎的地区有明显高值异常。 通过对怀来地区新保安-沙城断裂土壤气浓度及通量地球化学研究初步确定断裂带有较高的脱气强度, 与此区域地震活动性有一定的关系。     

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。     

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。     

北京黄庄—高丽营断裂土壤气体地球化学特征及其对地震活动的指示

通过对2017年5月土壤气CO₂,Rn和Hg的野外流动测量以及2020年9月1日至2021年6月30日期间土壤气监测站Rn的连续监测,利用残差法和地震指数K_S方法对黄庄—高丽营断裂南北段的活动差异和区域地震活动进行了分析。结果表明,与首都圈地区其它断裂相比,黄庄—高丽营断裂是首都圈地区活动性相对较强的活动断裂,断裂北段的土壤气体浓度和通量较南段更高,且北段上盘的CO₂和Rn浓度明显高于下盘,指示断裂北段具有更强的活动性。对土壤气连续监测站数据进行分析,结果显示监测站的Rn浓度与气温、土壤温度和气压之间无明显相关性。2021年3月25日北京顺义M_L3.0地震前6天,监测站记录到Rn浓度出现异常升高,增加了一倍,且震后异常持续了一个月。顺义M_L3.0地震前后Rn浓度的异常变化表明监测站的土壤气Rn浓度对K_S>0.1的地震有很好的响应。     

兰州市活动断层土壤气汞、氡地球化学特征场地试验

在兰州市主要活动断层上选择有断层露头或有钻孔资料的典型场地开展了断裂带土壤气异常特征及其影响因素的试验研究。结果显示断层带上方土壤气氡、汞不仅具有明显的峰值异常显示,而且其异常的形态特征对断层产状和断层性质有显著的反映,断层土壤气测量是活断层探测和研究的有效方法。结果还显示覆盖层厚度对断层带土壤氡、汞浓度的峰值形态及特征具有显著的影响。     

汤东活动断裂带土壤H2、Rn地球化学特征

为研究汤东断裂带土壤气体地球化学特征及其所反映的构造地球化学背景, 采用野外监测的方法分析了张河村与邢李庄村两条测线的土壤H₂、 Rn分布特征。 结果表明, 张河村H₂浓度、 Rn活度浓度的分布范围分别为0.24×10^-6～174.7×10^-6、 13.3～69.8 kBq·m^-3, 背景值分别为14.26×10^-6, 24.8 kBq·m^-3。 邢李庄测线H₂浓度、 Rn活度浓度的分布范围11.8×10^-6～67.06×10^-6、 43.6～72.6 kBq·m^-3, 背景值分别为37.13×10^-6、 72.6 kBq·m^-3。 张河村测线在90～105 m处, H₂、 Rn出现强烈高值异常, 而120～150 m处出现高值异常。 异常值位于断裂带附近, H₂、 Rn气体测值对断裂位置具有良好的指示作用。 气体异常主要受汤东活动断裂构造控制, 汤东断裂下方的深大断裂和汤阴地堑中下地壳的低速体对深部气体释放有重要作用。     

怀涿盆地北缘断裂带土壤气体地球化学特征

在河北怀涿盆地的郝家坡和小水峪布设两条测线开展了四期土壤气Rn,CO₂和Hg的浓度测量,并基于此研究该盆地北缘断裂带南西段和北东段土壤气地球化学特征的空间分布差异及其与断裂活动的关系。结果显示：郝家坡剖面土壤气Rn, CO₂和Hg的浓度平均值分别为8 371.16 Bq/m³,0.85%和14.82 ng/m³;小水峪剖面土壤气Rn,CO₂和Hg的浓度平均值分别为2 813.18 Bq/m³,0.42%和13.08 ng/m³,可见郝家坡地区土壤气Rn,CO₂和Hg的浓度平均值均高于小水峪地区,这种浓度空间分布的差异性可能是断裂活动性和断裂破碎程度不同所致。对区域土壤Hg浓度(total mercury,简称为THg)与土壤气测量浓度的对比分析可知,深层THg浓度与土壤气Rn,CO₂和Hg浓度在空间分布上具有一定的一致性,且高值异常点分布于断裂带附近。结合区域定点前兆观测数据及地震活动性分析...     

气体地球化学方法在震后趋势判断中的应用

初步讨论了气体地球化学方法在顺义4.5级地震震后趋势判断中的应用。研究表明，震中区土壤Hg释放量快速衰减；延庆龙庆峡水库翻花冒气异常释放的主要气体CH4来源于生物成因，而非地震前兆异常。据此认为顺义地震之后，首都圈构造活动水平没有增强的趋势，并于1996年12月27日提出未来15天内首都圈发生Ms≥5.0地震的可能性很小的预测意见。     

延怀盆地土壤气体地球化学特征

报道了延怀盆地422个测点的土壤气测量结果,讨论了各气体组分的区域地球化学特征及其控制因素,并探讨了气体地球化学背景场与区域地震地质的关系.2007年9-10月在首都圈西北部延怀盆地进行了野外土壤气体测量,获得该地区土壤气中Rn,Hg,CO2,H2He和CH4的地球化学背景值分别为8105.8(±5937.4)Bq/m3,9.7(±5.8)ng/m3,395.9(士35.3×10-6 ,4.0(士2.3×10-6,15.9(±10.4)×10-6和12.7(±8.1,×10-6.延怀盆地土壤Rn,Hg,He和CO2气体地球化学背景场在空间上呈现东部高、西部低(以延矾盆地北缘断裂为界)的特征.控制土壤气体地球化学背景场的主要因素是气体组分的来源、地壳结构、断裂构造、地层和微生物作用.延怀盆地内东部上地壳内存在的低速体,构造活动性较强,深部来源的Hg和He,以及来源于花岗岩的Rn等对土壤气的贡献较大,是盆地东部土壤地球化学背景值较高的原因.这与延怀盆地东部地震活动性较强相对应.研究结果为研究区地震地球化学流动测量和异常判识奠定了基础.     

怀安盆地北缘断裂东段土壤气体地球化学特征

活动断裂带的土壤气体地球化学测量在活动断裂危险性评价方面起着重要作用。 本文讨论了怀安盆地北缘断裂东段的土壤气体地球化学特征及其构造意义。 我们于2012年7月和2013年6月在怀安盆地北缘断裂东段的羊窖沟以及张家窑两地现场测量了土壤气体组分的浓度和通量。 测量结果表明: ① 断裂带土壤气H₂、 Rn、 CO₂和Hg浓度空间分布曲线呈现双峰模式, 且断裂下盘土壤气的Rn、 CO₂和Hg浓度较上盘的高; H₂、 Rn、 CO₂和Hg浓度平均值分别是4.61 ppm、 4.81 k Bqm^-3、 0.38%和9 ngm^-3; 土壤气Rn和CO₂的通量平均值分别是6718 Bqm^-2d^-1和49.83 gm^-2d^-1; ② 土壤气Rn和CO₂在两个测区脱气强烈, 羊窖沟地区土壤气CO₂、 Rn和Hg浓度平均值以及土壤气Rn和CO₂通量值较张家窑地区高。 这些结果可能是两个测区断裂活动性差异引起的。     

汤西断裂带土壤气体地球化学特征与跨断层短水准变化的关系

为探究卫辉西代村跨断层短水准出现的趋势性变化与断裂活动间的相关性,在跨断层水准观测场地布设1条土壤气Rn和H₂浓度测线,复测周期与跨断层水准测量周期基本一致,分别于2018年4月、7月、10月开展3期土壤气Rn和H₂浓度测量。同时,为增加观测数据的可靠性,于2018年8月布设了1条与上述3期测线平行的测线并开展土壤气Rn和H₂浓度测量。4期土壤气H₂浓度测量结果显示,该区土壤气H₂浓度背景值处于较低水平,H₂浓度异常值所处位置主要集中在距起点150—210 m处,该处为断裂通过处。4期中Rn浓度最大值、背景值和均值的变化幅度均在正常范围内,Rn浓度异常值所处位置也主要集中在距起点150—210 m处,该处可能为断裂通过处。土壤气显示的断裂通过处与该区探槽显示的断裂位置一致。4期土壤气测量结果表明,近期汤西断裂带可能处于相对稳定状态,跨断层水准观测数据的趋势性变化与断裂活动之间相关性不大。