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）

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。