郯廬斷裂帶廬江段土壤氣地球化學特征研究?

方 震 張 軍 李軍輝 孫盼盼（安徽省地震局，合肥 230031）

郯廬斷裂帶廬江段土壤氣地球化學特征研究?

方 震 張 軍 李軍輝 孫盼盼
（安徽省地震局，合肥 230031）

?基金項目：地震科技星火計劃攻關項目（XH13010）資助。

郯廬斷裂帶廬江段是郯廬斷裂帶中南段地震前兆重點監視區域之一，NW向梅山-龍河口斷裂、金寨-東湯池斷裂、青山-曉天斷裂都與郯廬斷裂帶交匯于此段，該段有大量的溫泉出露，溫泉水氡測項記錄到了一些大震的同震響應、震后效應，也捕捉到了一些區域地震的前兆異常。為了更好地監視郯廬斷裂帶斷層的活動，引進了跨斷層土壤氣監測新技術，探索郯廬斷裂帶土壤氣地球化學特征，提煉適合郯廬斷裂帶特點的前兆異常監測與震情跟蹤新技術。

2013—2014年，課題組利用Alpha GUARD P2000測氡儀和Ageilent GC490便攜式氣相色譜儀在郯廬斷裂帶廬江段溫泉出露區、跨金寨-東湯池斷裂和跨郯廬斷裂帶開展了土壤氣的測量工作。在溫泉出露區域開展了3期土壤氣Rn的普查測量；在跨金寨-東湯池斷裂布設1條剖面開展了5期土壤氣Rn測量工作，其中2期利用開展了He、H2、O2、N2、CO2多氣體成分測量；跨郯廬斷裂帶布設了2條剖面開展了5期土壤氣Rn的測量工作，其中1期進行了多氣體成分觀測。測量結果表明，在溫泉出露區域附近，土壤氣Rn的濃度較高，高值達153 kBq/m3，遠離溫泉出露區域，土壤氣的濃度較低，均值約在40 kBq/m3，3期的測量結果較為穩定；在金寨-東湯池斷裂附近，土壤氣的釋放量明顯增強，出現單峰高值異常，Rn的最高值達287 kBq/m3，遠離斷裂，土壤氣的含量較低，Rn均值約在80 kBq/m3，前4期的測量結果最高值逐漸升高，2014年12月份第5期Rn最高值下降，微量氣體Rn與CO2和N2相關性較強，He、H2和O2相關性較強；在跨郯廬斷裂帶測量的2條剖面，均在斷裂帶附近土壤氣的釋放中明顯增強，且出現雙峰異常，Rn的最高值達325kBq/m3，均值約在90 kBq/m3，5期的測量結果較為穩定，微量氣體He、H2和Rn與常量氣體CO2的相關性較強。

綜合分析前期的觀測結果，表明：斷裂帶為氣體的釋放提供了通道，溫泉出露區域的土壤氣Rn含量較高，可能與地球深部的地熱活動有關，深部氣體伴隨著溫泉水向地表擴散；郯廬斷裂帶土壤氣Rn的最高值和均值都高于金寨-東湯池斷裂，郯廬斷裂帶為NNE向深大斷裂，金寨-東湯池斷裂為NW向區域斷裂，跨金寨-東湯池斷裂土壤氣Rn的前4期（2013年7月、9月，2014年4月、5月）測量結果最高值逐漸升高，2014年10月份發生金寨MS3.4震群，12月份第5期測量結果Rn最高值降低，這可能與金寨MS3.4震群有關，認為斷裂帶土壤氣的釋放量可能與斷裂的深度與活動性有關；郯廬斷裂帶氣體的相關性與金寨-東湯池斷裂的種類不同，前人的研究結果表明微量氣體特別是Rn，由于其半衰期較短，擴散作用很難使其從深部運移至地表，可能是由常量氣體作為載氣運移至地表，本次研究的不同斷裂帶氣體的相關性不同，可能也暗示著不同斷裂帶氣體的運移機制存在差異。