2014年金寨3.4级震群前庐江水氡高值异常成因初步分析

李玲利方 震李军辉孙盼盼汪世仙王 俊郑海刚何 康安徽省地震局，合肥 230031庐江地震台，安徽庐江 231511

2014年金寨3.4级震群前庐江水氡高值异常成因初步分析

李玲利1）方 震1）李军辉1）孙盼盼1）汪世仙2）王 俊1）郑海刚1）何 康1）
1）安徽省地震局，合肥 230031
2）庐江地震台，安徽庐江 231511

在地震前兆现象的震例总结和研究中，地下气体中氡异常的观测预报效能一直受到研究界的广泛关注。安徽庐江水氡正常情况下变化平稳。2014年8月起，安徽金寨地区发生震群活动，期间庐江水氡快速升高， 10月26日金寨主震3.4级地震后恢复正常。地震震中位于皖西NWW向的青山—晓天断裂附近，向东展布方向与NWW向金寨—东汤池断裂交汇在庐江地区。庐江水氡的高值异常是否与构造活动有关，从地球化学角度对庐江水氡异常成因进行初步分析。

对庐江观测井、附近民用井、水库等水体样本进行了离子组分检测，结果发现：观测井与民用井水为氯化物型水或硫酸型水，反映了地下水的补给过程中溶滤作用较强；而观测井中浓度较高，反映了地下水的循环深度或滞留时间或补给路径相对较大等特点。针对水氡高值变化，采集了异常前后两组水样进行水质检测。结果发现水样中Na+、K+及部分重金属离子含量出现变化，其中Na+在异常期间增多；K+、Mg2+浓度减少，且变化幅度较大；Mn2+、Cu2+也出现了显著变化。引用Craig（1961）大气降水线，利用氢氧同位素组成分析观测井、附近民用井、水库等3个水样与大气降雨的关系。结果显示观测井数据偏离大气降水线，说明不完全为大气成因水。从皖南水井的水样三角图上可知，庐江观测井水落在分界线之上，位于Mg端元附近，表现为“部分平衡水”状态，表明水岩之间溶解程度较深。

为进一步探讨氡值的高值异常变化成因及庐江地区氡气来源及迁移方式，开展了土壤气氡的测量工作。前期在郯庐断裂附近柯坦测点、金寨—东汤池断裂附近舒茶测点开展了初期测量，金寨地震后开展了复测工作，共获得了5期跨断层氡值变化曲线。从舒茶测点的结果中发现，氡的高值点临近金寨—东汤池断裂，氡值在金寨地震前后达到较高值。大量实验研究认为，氡异常的形成机理及其浓度变化可能与地震之间存在联系，岩石压裂过程随着应力的积累和微裂隙的增加，氡气会发生明显的变化。金寨震群持续活跃2个多月，震源深度约3～4 km，且地震时伴有较为明显的地声，为该区域较少见的地壳浅层构造活动。震中所处的青山—晓天断裂、梅山—龙河口断裂以及金寨—东汤池断裂均为NWW向的平行断层，往东延展汇聚在庐江地区。该区断裂构造复杂，金寨—东汤池断裂带内岩石普遍破裂岩化、糜棱岩化，揉皱强烈。卫片线性特征醒目，沿断裂小震频繁，往东延展至庐江地区，舒茶氡的高值变化与庐江氡的异常在时间上较为吻合，说明庐江地区氡的运移可能存在较为便利的通道。

庐江观测井水质及同位素分析认为该井地下水水-岩溶解程度较强，反映了循环深度较深或滞留时间较长或流经路径较远。地震前后水离子组分出现变化，相关断层气土壤氡的浓度也在显著增多，其作为地震前兆现象一种可能的解释为区域构造活动造成岩石裂隙，随着岩石表面积的增加，氡浓度也在增加，地震活动可能是引起庐江氡短期异常的因素之一。作为前兆异常的探索，尽管庐江水氡的异常与金寨震群似乎存在某种紧密联系，但既有的关于氡异常的理论实验与实际观测仍存在难点，比如庐江水氡的高值异常与地震并非一一对应关系，仍需要进一步认识庐江氡气是否来自于观测点附近的震源区，或者是否是构造因素真正促进了气体从它们的气源岩石中释放出来。