郯廬斷裂帶廬江段土壤氣地球化學(xué)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(xué)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(xiàng)目：地震科技星火計(jì)劃攻關(guān)項(xiàng)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(diǎn)監(jiān)視區(qū)域之一，NW向梅山-龍河口斷裂、金寨-東湯池?cái)嗔?、青?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(cè)項(xiàng)記錄到了一些大震的同震響應(yīng)、震后效應(yīng)，也捕捉到了一些區(qū)域地震的前兆異常。為了更好地監(jiān)視郯廬斷裂帶斷層的活動(dòng)，引進(jìn)了跨斷層土壤氣監(jiān)測(cè)新技術(shù)，探索郯廬斷裂帶土壤氣地球化學(xué)特征，提煉適合郯廬斷裂帶特點(diǎn)的前兆異常監(jiān)測(cè)與震情跟蹤新技術(shù)。

2013—2014年，課題組利用Alpha GUARD P2000測(cè)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(qū)、跨金寨-東湯池?cái)嗔押涂幺皬]斷裂帶開展了土壤氣的測(cè)量工作。在溫泉出露區(qū)域開展了3期土壤氣Rn的普查測(cè)量；在跨金寨-東湯池?cái)嗔巡荚O(shè)1條剖面開展了5期土壤氣Rn測(cè)量工作，其中2期利用開展了He、H2、O2、N2、CO2多氣體成分測(cè)量；跨郯廬斷裂帶布設(shè)了2條剖面開展了5期土壤氣Rn的測(cè)量工作，其中1期進(jìn)行了多氣體成分觀測(cè)。測(cè)量結(jié)果表明，在溫泉出露區(qū)域附近，土壤氣Rn的濃度較高，高值達(dá)153 kBq/m3，遠(yuǎn)離溫泉出露區(qū)域，土壤氣的濃度較低，均值約在40 kBq/m3，3期的測(cè)量結(jié)果較為穩(wěn)定；在金寨-東湯池?cái)嗔迅浇寥罋獾尼尫帕棵黠@增強(qiáng)，出現(xiàn)單峰高值異常，Rn的最高值達(dá)287 kBq/m3，遠(yuǎn)離斷裂，土壤氣的含量較低，Rn均值約在80 kBq/m3，前4期的測(cè)量結(jié)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(guān)性較強(qiáng)，He、H2和O2相關(guān)性較強(qiáng)；在跨郯廬斷裂帶測(cè)量的2條剖面，均在斷裂帶附近土壤氣的釋放中明顯增強(qiáng)，且出現(xiàn)雙峰異常，Rn的最高值達(dá)325kBq/m3，均值約在90 kBq/m3，5期的測(cè)量結(jié)果較為穩(wěn)定，微量氣體He、H2和Rn與常量氣體CO2的相關(guān)性較強(qiáng)。

綜合分析前期的觀測(cè)結(jié)果，表明：斷裂帶為氣體的釋放提供了通道，溫泉出露區(qū)域的土壤氣Rn含量較高，可能與地球深部的地?zé)峄顒?dòng)有關(guān)，深部氣體伴隨著溫泉水向地表擴(kuò)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?cái)嗔?，郯廬斷裂帶為NNE向深大斷裂，金寨-東湯池?cái)嗔褳镹W向區(qū)域斷裂，跨金寨-東湯池?cái)嗔淹寥罋釸n的前4期（2013年7月、9月，2014年4月、5月）測(cè)量結(jié)果最高值逐漸升高，2014年10月份發(fā)生金寨MS3.4震群，12月份第5期測(cè)量結(jié)果Rn最高值降低，這可能與金寨MS3.4震群有關(guān)，認(rèn)為斷裂帶土壤氣的釋放量可能與斷裂的深度與活動(dòng)性有關(guān)；郯廬斷裂帶氣體的相關(guān)性與金寨-東湯池?cái)嗔训姆N類不同，前人的研究結(jié)果表明微量氣體特別是Rn，由于其半衰期較短，擴(kuò)散作用很難使其從深部運(yùn)移至地表，可能是由常量氣體作為載氣運(yùn)移至地表，本次研究的不同斷裂帶氣體的相關(guān)性不同，可能也暗示著不同斷裂帶氣體的運(yùn)移機(jī)制存在差異。