断层气中氢的检测及其解释

在地壳岩石中,由于化学的和机械的变化可释放氢气。氢一经释放,就非常容易迁移,有浮力,而且几乎不溶于地下水。一个断层系可充作通道,使氢在它的地表显示附近的土壤气中聚集。因环境大气中缺乏氢,它在土壤气中以高水平出现,可作为断层测绘的手段。为了评价这一手段,我们调查了11个不同断层,在每一断层附近采集了2至21个土壤气样,测量了氢和甲烷的浓度。其中,4个断层的活动方向是正向的(美国西部、希腊),5个是平移或倾滑的(加利福尼亚,科罗拉多,日本),两个是逆向的(加利福尼亚)。在其中的4个断层(希伯津湖、黄石、山崎、巴勒山)上,最高氢浓度范围从80ppm到70％,甲烷从300ppm到5％。除了一个取自爱达荷,鲍惹奇山的样品有2％甲烷外,所有其它测点的两种气体只有背景水平。据此初步研究,尚难了解氢的出现与断层位置是唯一相关,还是出于偶然。产生和聚集氢所需要的条件也不清楚。过量的氢完全可能在不同地质情况下由不同机理产生。例如,局部岩石里有氢氧化亚铁,它可起化学反应产生氢。为了阐明氢和构造断层活动之间的关系需要进行广泛的、详细的研究。     

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。     

断层土壤气氡的应用综述

氡是揭示构造活动的重要化学示踪元素。研究断层土壤气氡及其同位素的地球化学特征,可以揭示流体在构造活动研究中的作用。本文简述了断层土壤气氡的地球化学特征及目前在断裂带上开展的土壤气氡观测的研究成果,归纳了氡的理论及实验研究以及形成运移机理等方面所取得的进展,分析了氡气在地壳中浓度变化的影响因素。探讨断裂带中氡浓度空间分布特征有助于深入理解地壳深部流体、构造活动与地震孕育之间的关系,对提高地震短临预报水平具有重要意义。     

白浮监测点断层土壤气的变化特征

文中介绍了北京南口—孙河断裂带上白浮断层土壤气四个不同集气深度H_2/Ar,N_2/Ar,CO_2/Ar,~4He/~(20)Ne,~4He/~(40)/Ar,~(40)Ar/~(36)Ar比值与地震活动,降雨等的关系,得到各项指标的变化与地震的发生具有一定的关系,但受季节变化的影响。通过断层剖面的工作,证明该断层具有较强的活动性。     

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。     

加里福尼亚Fremont谷一井可反映断层的最新活动

自1978年3月,在Fresmout谷(F谷)一口井中连续记录到水位资料.其靠近Garlock断裂带(G带)上的数条断层显示出有左旋位移和倾滑位移.水位差表明有断层从观测井和灌溉井间通过.4年间,记录到6次急剧的水位变化(脉冲),这些发生在2—4天以上的水位变化,幅度为15—30厘米,似断层蠕动的结果.在观测井南300米处的G带上可能有两种蠕动:(1)阶梯状的倾滑位移;(2)左旋位移.利用指数函数、反正切函数和斜余弦函数变化的位错模型分析了水位变化、压力分布和断层位移.结果表明,该断层上的单个蠕动事件的位移量在1厘米以内.1978—1982年期间,累计蠕变值为20-50毫米,这取决于使用模型的特殊性.     

基于构造活动的断层气汞异常探讨

利用2008—2017年夏县地震台断层气汞浓度观测数据,分析其异常变化与地震活动间的关联性,结合同时段震源机制解、库仑应力和由GPS基线推测的山西南部构造应力场、地壳形变特征,解释断层气汞浓度变化与区域构造活动间的关系。结果表明：(1)按照气汞浓度背景值变化幅度的不同,研究时段大致分为2010年10月—2011年7月、2013年3—12月、2015年1月—2017年5月等3个阶段,其中,第2、3阶段的背景值分别为第1阶段的8倍、60倍;(2)距测点200 km范围内4级左右地震发生前,气汞浓度往往表现为一组高值突跳变化,变化幅度高出平均背景值几倍至几十倍,震后很快降低至背景值附近;(3)气汞浓度趋势性上升和多组高值突跳变化、震源机制一致性参数高值、库仑应力积累、GPS压性作用增强和转折等,在时间上具有较好的准同步性,在空间上较吻合,表明夏县地震台断层气汞浓度异常与区域构造活动密切相关。     

鉴定活断层粘滑活动的一种新标志

本文根据实验研究,探讨了活断层泥中石英碎砾表面放射状张裂纹和凹坑的形成机制,提出了放射状张裂纹和凹坑是活断层粘滑活动时石英碎砾中包体发生爆裂的产物的观点。这种放射状爆裂张裂纹和弹坑可以作为鉴定活断层粘滑活动的一种新标志。     

中等地震活动增强作为强震标志的研究

通过对(1990~1996年)发生在我国大陆及边境地区24次6级以上地震的分析研究表明,80%的强震主震前在震源区及附近有中等地震活动增强的过程。异常表现出共同的基本特征,即长期平静→增强活动→震前平静→发震。震前平静至发震大约经历几个月到2年时间(平均10个月左右),可以作为中短期地震预报判据。用岩石蠕变声发射实验来解释这一现象,可把中等地震活动增强看作是稳态蠕变阶段后期发生的广义前震。     

断层土壤气的观测与地震短临预报

地震前兆的干扰现象是无时不在的,各种因素的干扰是影响前兆异常定论的一个重要因素,只有在最大限度地降低人为干扰的基础上,进行自然因素的干扰排除,才有可能大大提高异常的可信度,以近十年发展起来的断层土壤气观测为研究对象,对断导土壤气的观测方法,干扰因素以及在地震短临预报中的作用等方面进行系统总结。     

大地切片——一种新的活动断层探测技术

如何减轻突发性直下型地震造成的城市地震灾害 ,其中一个关键的问题就是如何准确查明城市地区的活动断层分布 ,并在今后的城市建设中避开这些活动断层。由于城市用地等的限制 ,现在被广泛应用的一些活动断层调查和探测技术 ,往往难以适用于城市地区。文中介绍了一种在日本发展较成熟的活动断层探测技术———大地切片调查法。该技术的应用不仅仅限于活动断层研究 ,而且被广泛地应用于第四纪研究、滑坡、海岸工程等领域。文中列举的 3个实例展示了该技术在活动断层、砂土液化和海滨堆积构造调查中的应用。最后 ,对大地切片调查法的优缺点作了简单的总结     

通过断层气氢探测新郑-太康断裂的浅层位置

新郑-太康断裂隐伏于河南省东部平原下,是一条规模较大的北西向断裂带,曾于2010年发生太康4.7级地震,确定该断裂准确的浅层位置对防震减灾具有重要意义。根据深部石油勘探资料,应用德尔格X-am 7000型多气体检测仪,在新郑地区布置2条与断裂走向近垂直的地球化学测线进行土壤氢气浓度测试,结果发现解放路和马庄村-前宫村测线异常点位处氢气浓度分别为背景值的16-33倍和40-50倍。2条H₂浓度曲线同步解释出一条倾向变化、宽约150m的走滑断裂带,位置与石油勘探资料吻合良好。此次研究表明利用断层气氢探测隐伏断裂的浅层位置在该区具有较好的可行性。     

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。     

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。     

土壤气与覆盖层下断层及岩性关系的研究

0 引言 众所周知,地壳深部流体,特别是气体,其运动学特征同地壳构造活动密切相关。地球化学动力研究表明,地壳凡有结构面的地方,如块体界面、断层面等,其物质能量交换活跃,化学、物理作用强烈,往往成为地下流体外泄的通道。这使以研究土壤气体的组分含量空间变化来判定隐伏断层的存在及其走向、方位成为可能。地壳构造活动和岩石破裂运动常伴随化学作用和物理作用,因而地下流体成份及其运动形式必然发生相应的变化。在地下温度与压力差的作用下,发生变化的地下流体成份运移到地表而形成气体地球化学的异常带。一般说来,这种异常带与地下断层的存在有关。研究断层气体组分随时间的变化可能捕捉到地震孕育或断层活动的信息,因而对地震监测预报、判定地震危险区有实际意义。近几年来,国内外对断层气、土壤气的研究成为地震地球化学工作者探索地震前兆新方法的重要方向之一。我们在肥东形     

国外断层土壤气的研究及其在地震预测中的应用

断层土壤气的研究与应用已得到世界各国的广泛关注,但由于采样深度较浅,胺环境条件特别是气象因素的影响较明显。文章就国外断层土壤气测量的影响因素的一些研究结果作了介绍,并提供了国外获得的一些断层土壤气前兆震例。     

断层带土壤气的映震效能与地震短期预报

本文系统总结了首都圈地区（１１５．０°─１１７．５°Ｅ，３９．５°─４１．０°Ｎ）近３年来开展的断层带土壤气观测研究的结果，评价了断层气异常的映震效能，分析了映震特征，初步建立了地震短期预报的指标与方法。     

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.