中条山断裂断层氢的初步实验结果

范雪芳 李自红 王向阳 黄春玲 刘国俊

1）山西省地震局，太原 030021

2）山西省夏县地震台，山西夏县 044000

目前地震短临预测还是世界性难题，没有特别有效的观测手段和观测仪器可以预测地震的发生。寻找预报地震的灵敏手段并对其开展有效观测是地震预报的一项重要和持久的任务。近年来，由于经济飞速发展，各种开采（地下水、采矿、温泉开发等）对我们现有的观测都产生了极大的干扰，各省都面临井水位持续下降、自流井、泉点断流等情况，导致正进行观测的测项如水位、水氡、气氡、水温等无法进行观测，或者这些干扰严重影响我们对观测资料的分析识别，这种现状持续下去将直接导致我们无法开展地震预测工作，如何避开地下水开采影响？是摆在地下流体学科当前的主要任务，因此我们需要开展新的抗干扰的观测技术途径和观测手段。

山西地震带南部连续几年一直在全国会商会上确定为值得注意的地区，存在发生5级左右地震的可能。特别是2009年3月28日原平4.2级地震以来，山西带先后发生2010年11月5日陕西高陵4.4级地震，2010年1月24日河津4.8级地震，2010年4月4日大同-阳高4.5级地震，2010年6月5日太原阳曲4.6级地震和2011年3月7日五寨4.2级地震，充分说明了山西带发生中强地震的危险性进一步加强，因此，在中条山山前断裂带进行断层气实验研究，捕捉异常信息是非常必要的。

2010年河津地震后，在中条山山前断裂使用杭州超距科技有限公司研制的《ATG6118H痕量氢在线自动分析仪》，由于灵敏度高，操作便捷，无人值守，取得了连续观测实验数据，2012年在中条山山前断裂布设断层氢气测点，形成小的观测网，根据实验结果，并分析断层氢气的变化与附近地震活动的关系。得到如下认识：

（1）通过对比试验，仪器稳定性好，灵敏度高，比一般仪器提高 106倍；且可以记录到连续数据，并通过网络实时监控，避免了人为干扰因素，实现了人工模拟观测向数字化的过渡。由于断层气各组分能很灵敏地反映地下温度和压力的变化，该仪器可同时记录到气温、气压变化。

（2）根据连续观测实验结果，在断层位置钻不同深度孔集气，测量结果相差不大甚至相同，说明粘土封闭性好，观测深度对氢含量影响不大。

（3）根据氢含量变化与地震活动的关系，地震前断层氢气的异常特征是高值突跳，异常幅度大，背景值的10-20倍，且异常重现性比较好。

（4）观测点的布设不受地域和井泉条件的限制，尤其对缺少水井和井孔条件差的地区只要有活动断裂即可；其次在观测条件上不像其他水化学观测项目那样易受地下水的来源补给，水位(或流量)、化学成分及井泉口装置的限制，人工操作，试剂污染。与地下水物理量观测相比，地下水携带有多种信息，但干扰成份多，而断层气信息单一，几乎没有其他干扰因素。断层气氢干扰小，背景值比较稳定。