郯庐断裂带庐江段土壤气地球化学特征研究∗

2015-03-29 01:29李军辉孙盼盼安徽省地震局合肥230031
地震科学进展 2015年9期
关键词:汤池郯庐庐江

方 震 张 军 李军辉 孙盼盼(安徽省地震局,合肥 230031)

郯庐断裂带庐江段土壤气地球化学特征研究∗

方 震 张 军 李军辉 孙盼盼
(安徽省地震局,合肥 230031)

∗基金项目:地震科技星火计划攻关项目(XH13010)资助。

郯庐断裂带庐江段是郯庐断裂带中南段地震前兆重点监视区域之一,NW向梅山-龙河口断裂、金寨-东汤池断裂、青山-晓天断裂都与郯庐断裂带交汇于此段,该段有大量的温泉出露,温泉水氡测项记录到了一些大震的同震响应、震后效应,也捕捉到了一些区域地震的前兆异常。为了更好地监视郯庐断裂带断层的活动,引进了跨断层土壤气监测新技术,探索郯庐断裂带土壤气地球化学特征,提炼适合郯庐断裂带特点的前兆异常监测与震情跟踪新技术。

2013—2014年,课题组利用Alpha GUARD P2000测氡仪和Ageilent GC490便携式气相色谱仪在郯庐断裂带庐江段温泉出露区、跨金寨-东汤池断裂和跨郯庐断裂带开展了土壤气的测量工作。在温泉出露区域开展了3期土壤气Rn的普查测量;在跨金寨-东汤池断裂布设1条剖面开展了5期土壤气Rn测量工作,其中2期利用开展了He、H2、O2、N2、CO2多气体成分测量;跨郯庐断裂带布设了2条剖面开展了5期土壤气Rn的测量工作,其中1期进行了多气体成分观测。测量结果表明,在温泉出露区域附近,土壤气Rn的浓度较高,高值达153 kBq/m3,远离温泉出露区域,土壤气的浓度较低,均值约在40 kBq/m3,3期的测量结果较为稳定;在金寨-东汤池断裂附近,土壤气的释放量明显增强,出现单峰高值异常,Rn的最高值达287 kBq/m3,远离断裂,土壤气的含量较低,Rn均值约在80 kBq/m3,前4期的测量结果最高值逐渐升高,2014年12月份第5期Rn最高值下降,微量气体Rn与CO2和N2相关性较强,He、H2和O2相关性较强;在跨郯庐断裂带测量的2条剖面,均在断裂带附近土壤气的释放中明显增强,且出现双峰异常,Rn的最高值达325kBq/m3,均值约在90 kBq/m3,5期的测量结果较为稳定,微量气体He、H2和Rn与常量气体CO2的相关性较强。

综合分析前期的观测结果,表明:断裂带为气体的释放提供了通道,温泉出露区域的土壤气Rn含量较高,可能与地球深部的地热活动有关,深部气体伴随着温泉水向地表扩散;郯庐断裂带土壤气Rn的最高值和均值都高于金寨-东汤池断裂,郯庐断裂带为NNE向深大断裂,金寨-东汤池断裂为NW向区域断裂,跨金寨-东汤池断裂土壤气Rn的前4期(2013年7月、9月,2014年4月、5月)测量结果最高值逐渐升高,2014年10月份发生金寨MS3.4震群,12月份第5期测量结果Rn最高值降低,这可能与金寨MS3.4震群有关,认为断裂带土壤气的释放量可能与断裂的深度与活动性有关;郯庐断裂带气体的相关性与金寨-东汤池断裂的种类不同,前人的研究结果表明微量气体特别是Rn,由于其半衰期较短,扩散作用很难使其从深部运移至地表,可能是由常量气体作为载气运移至地表,本次研究的不同断裂带气体的相关性不同,可能也暗示着不同断裂带气体的运移机制存在差异。

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