2014年金寨3.4級震群前廬江水氡高值異常成因初步分析

李玲利方 震李軍輝孫盼盼汪世仙王 俊鄭海剛何 康安徽省地震局，合肥 230031廬江地震臺，安徽廬江 231511

2014年金寨3.4級震群前廬江水氡高值異常成因初步分析

李玲利1）方 震1）李軍輝1）孫盼盼1）汪世仙2）王 俊1）鄭海剛1）何 康1）
1）安徽省地震局，合肥 230031
2）廬江地震臺，安徽廬江 231511

在地震前兆現象的震例總結和研究中，地下氣體中氡異常的觀測預報效能一直受到研究界的廣泛關注。安徽廬江水氡正常情況下變化平穩。2014年8月起，安徽金寨地區發生震群活動，期間廬江水氡快速升高， 10月26日金寨主震3.4級地震后恢復正常。地震震中位于皖西NWW向的青山—曉天斷裂附近，向東展布方向與NWW向金寨—東湯池斷裂交匯在廬江地區。廬江水氡的高值異常是否與構造活動有關，從地球化學角度對廬江水氡異常成因進行初步分析。

對廬江觀測井、附近民用井、水庫等水體樣本進行了離子組分檢測，結果發現：觀測井與民用井水為氯化物型水或硫酸型水，反映了地下水的補給過程中溶濾作用較強；而觀測井中濃度較高，反映了地下水的循環深度或滯留時間或補給路徑相對較大等特點。針對水氡高值變化，采集了異常前后兩組水樣進行水質檢測。結果發現水樣中Na+、K+及部分重金屬離子含量出現變化，其中Na+在異常期間增多；K+、Mg2+濃度減少，且變化幅度較大；Mn2+、Cu2+也出現了顯著變化。引用Craig（1961）大氣降水線，利用氫氧同位素組成分析觀測井、附近民用井、水庫等3個水樣與大氣降雨的關系。結果顯示觀測井數據偏離大氣降水線，說明不完全為大氣成因水。從皖南水井的水樣三角圖上可知，廬江觀測井水落在分界線之上，位于Mg端元附近，表現為“部分平衡水”狀態，表明水巖之間溶解程度較深。

為進一步探討氡值的高值異常變化成因及廬江地區氡氣來源及遷移方式，開展了土壤氣氡的測量工作。前期在郯廬斷裂附近柯坦測點、金寨—東湯池斷裂附近舒茶測點開展了初期測量，金寨地震后開展了復測工作，共獲得了5期跨斷層氡值變化曲線。從舒茶測點的結果中發現，氡的高值點臨近金寨—東湯池斷裂，氡值在金寨地震前后達到較高值。大量實驗研究認為，氡異常的形成機理及其濃度變化可能與地震之間存在聯系，巖石壓裂過程隨著應力的積累和微裂隙的增加，氡氣會發生明顯的變化。金寨震群持續活躍2個多月，震源深度約3～4 km，且地震時伴有較為明顯的地聲，為該區域較少見的地殼淺層構造活動。震中所處的青山—曉天斷裂、梅山—龍河口斷裂以及金寨—東湯池斷裂均為NWW向的平行斷層，往東延展匯聚在廬江地區。該區斷裂構造復雜，金寨—東湯池斷裂帶內巖石普遍破裂巖化、糜棱巖化，揉皺強烈。衛片線性特征醒目，沿斷裂小震頻繁，往東延展至廬江地區，舒茶氡的高值變化與廬江氡的異常在時間上較為吻合，說明廬江地區氡的運移可能存在較為便利的通道。

廬江觀測井水質及同位素分析認為該井地下水水-巖溶解程度較強，反映了循環深度較深或滯留時間較長或流經路徑較遠。地震前后水離子組分出現變化，相關斷層氣土壤氡的濃度也在顯著增多，其作為地震前兆現象一種可能的解釋為區域構造活動造成巖石裂隙，隨著巖石表面積的增加，氡濃度也在增加，地震活動可能是引起廬江氡短期異常的因素之一。作為前兆異常的探索，盡管廬江水氡的異常與金寨震群似乎存在某種緊密聯系，但既有的關于氡異常的理論實驗與實際觀測仍存在難點，比如廬江水氡的高值異常與地震并非一一對應關系，仍需要進一步認識廬江氡氣是否來自于觀測點附近的震源區，或者是否是構造因素真正促進了氣體從它們的氣源巖石中釋放出來。