断层土壤气氡的应用综述

史 杨, 官致君, 杨 耀

(1. 成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059；2. 四川省地震局，四川 成都 610041；3. 芦山县防震减灾局，四川 芦山 625600)

断层土壤气氡的应用综述

史 杨1,3, 官致君2, 杨 耀2

(1. 成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059；2. 四川省地震局，四川 成都 610041；3. 芦山县防震减灾局，四川 芦山 625600)

氡是揭示构造活动的重要化学示踪元素。研究断层土壤气氡及其同位素的地球化学特征，可以揭示流体在构造活动研究中的作用。本文简述了断层土壤气氡的地球化学特征及目前在断裂带上开展的土壤气氡观测的研究成果，归纳了氡的理论及实验研究以及形成运移机理等方面所取得的进展,分析了氡气在地壳中浓度变化的影响因素。探讨断裂带中氡浓度空间分布特征有助于深入理解地壳深部流体、构造活动与地震孕育之间的关系，对提高地震短临预报水平具有重要意义。

断层；土壤气氡；影响因素；短临地震

地下深部流体的运动学特征与地壳活动密切相关，地壳构造活动常常伴随着化学和物理变化，因而地下流体成份及运动形式必然发生相应变化，形成地球化学异常带[1]。一般来说，这种异常带与地下断层的存在有关。研究断层气随时间变化的情况，可能捕捉到地震孕育或断层活动信息。自二十世纪60年代中期开展断层土壤气观测以来，相关应用主要可分三个方面：一是用于探测隐伏断层的活动位置；二是研究已知断层的产状、性质、活动性及分段评价；三是应用于地震监测预报。二十世纪80年代初，国内学者以岩石标本加压、超声振动、低频振动等实验室研究为主，探究氡射气及土氡浓度变化机理。二十世纪80年代末至90年代，国内外学者大量开展隐伏断层定位、城市活动断层探测与小区划、活动断裂分段、地震监测预报等系列实践研究。由于氡具有特殊的物理化学特征，破碎带或裂隙系统，尤其是现今活动断裂为其提供了良好的逸出通道[2]，国内外大量研究表明断层气氡活动与地壳动力作用密切相关[3]。本文旨在通过对土壤气氡研究的总结，为土壤气氡在地震监测预报中发挥更好作用提供一些建议。

1 氡的地球化学特征

氡(Rn)是一种放射性气体，为铀、钍经过系列α衰变的中间产物，在自然界中有4种放射性同位素：218Rn、219Rn、220Rn、222Rn，其中222Rn半衰期最长，为3.825 d，220Rn为55.65 s，219Rn为3.96 s，218Rn为0.03 s，由于220Rn和219Rn、218Rn半衰期短，在自然界含量极少，一般地，在地震监测中主要以222Rn为观测对象。氡具有较强的扩散能力和迁移能力，能在一定的压力差、温度差、梯度差下，从下往上运移，在迁移的过程中由于所通过的岩层岩性及构造环境不同，在地下形成不同的氡、汞气聚集。能溶于水和有机质，常温常压下氡在水中的溶解度为51%，但随着温度的升高，其溶解度迅速降低，易被活性炭、粘土等吸附，在地质环境中除了以气态形式迁移外，还以溶解态伴随地下水和土壤水迁移。由于其化学性质稳定，能够准确地反映出地壳内部物质运移情况，因此，断层气氡有助于识别由于断块运动而引发的地震前兆。

许多学者通过分析对比断裂带土氡浓度特征，利用现有的土氡活动性评价方法来判断活动断裂的活动性强弱，并应用于城市活动断层探测等[4-8]。研究表明，在破碎带或裂隙附近土壤气体浓度往往形成高值异常，随着远离破碎带，浓度值降低，趋于背景值，无活动断层上，覆盖层中气氡浓度不易出现高值异常[9-11]。同一活动断裂带拉张区氡浓度值高于压扭区的值[12]。断层土壤气定点观测，氡浓度呈现一定的年变规律[13-15]，这种年变规律与气象条件有很大关系。地震活动区土壤中氡浓度要明显高于外围地区[16]，这种异常是由构造活动引起氡的释放引起的。国内外利用断层土壤气预报地震已有大量实践，例如T.F.Yang等[17]在分析台湾西南部断裂带土壤气连续观测数值结果时，发现在ML4.5级以上地震前数天或数周，测值曲线上出现异常峰值；T.Tsvetkova[18]在探索断层土壤氡浓度与地震孕育关系时发现在距离震中数十至数百千米的范围内能观察到氡浓度的变化，且氡浓度在地震前数月、数天、数小时在一定范围内常常表现为“峰”或“突起”。陈华静等[19]分析对比了1990-1996年首都圈外围及华北北部的地震活动与同期断层土壤气动态规律，发现某些断层土壤气组分在地震活动段与平静段的动态特征有显著差异，在地震活动时段表现为明显的锯齿状动态变化，在地震平静时段则表现为平稳型动态变化，认为断层土壤气观测应用可在地震中短期预报中发挥较好的作用。另外，断层气氡测值日均值变化还可以记录到固体潮变化特征，有效地反映地壳应力变化[20]。

此外，在断层气活动区域内，断层气氡异常高值最大值并不一定出现在断层线附近，往往在断裂带两侧呈现出双峰曲线特征。针对此问题，许多学者又有不同的解释。King等[21]在美国加州圣安德烈斯断裂带上测量断层气的过程中，由于测点间距小，获取了跨断层逸出氡在破碎带上方的空间变化特征，因为断层面被断层泥所填充，而断层泥部分的渗透性、透气性不如邻区两侧的破碎带高，因此，断层活动面上逸出氡的含量低于相邻两侧，这种氡浓度分布特点在蠕滑的断层上表现更为突出[21-22]。孙小龙等[7]在研究海原断裂带土壤气氡浓度的分布特征时，也发现每条测线的气氡浓度值在断裂带中部位置较低，向断层两侧逐渐升高，认为这与氡的运移机制和断层愈合程度有关。

2 断层土壤气氡的观测方法和氡迁移机理

2.1 断层气氡的观测方法

土壤气氡的测量主要分为流动观测和固定观测。流动观测在位置的选择上，首先遵循所布设的位置尽可能垂直于断层走向的原则，并且尽量跨过整个断层破碎带。为了提高测量的准确度，一条剖面通常由两到三条测线组成，取其平均值作为该剖面土壤气氡的观测值。其次应该选择适当的观测深度，以避免自然因素干扰。观测孔深度的选择与地貌、覆盖层的厚度、植被等多种因素有关。若一个研究区域的土壤类型和厚度相似，在实际工作中观测深度(测量孔的深度)通常为80 cm。固定观测选点之前，首先要开展野外地质调查和流动观测工作，确保观测点位于断层带上，且该点的土壤气氡的浓度值较高，此外还需要选择在地势较为平坦和土壤干燥的地区，尽量避开新填土路或垃圾堆放地，以便后期稳定地进行连续观测。目前国内外地震研究单位经常使用的土壤气测氡仪主要有AlphaGUARD系列PQ2000测氡仪，FD-3017RaA测氡仪，HDC-B型测氡仪和RAD7测氡仪等。AlphaGUARD系列PQ2000测氡仪基于最优化脉冲电离室原理，是目前最稳定的测氡仪之一，可以快速测量空气、土壤和水中氡浓度，并同时显示样品测量误差值、测量时的温度、湿度和大气压等参数；FD-3017RaA测氡仪，灵敏度为0.37 Bq/L，其测量对象是氡衰变的第一代短寿子体-RaA[14]；HDC-B型测氡仪，是一种高灵敏度环境测氡仪，采用静电收集法采样，操作简便，工作效率高；RAD7便携式测氡仪，是应用半导体探测器的快速测氡仪，其特殊之处是采用干燥管，消除进入测腔内气体的湿度，避免湿度对测量的影响，在国内各领域应用较为广泛。

2.2 氡气在断层带上覆盖层中的迁移机制研究

断层气氡从地下深处迁移到地表经过了一个非常复杂的过程[23]。20世纪早期，有关氡气在覆盖层中的迁移机制和规律，国内外许多学者做过大量的模拟实验，对氡的迁移机制取得了一定的认识。其机制主要有扩散作用、对流作用、载气运移作用、接力传递作用和团簇运移模式。Flügge和Zimens[24]最早提出氡运移是由扩散作用引起的，认为由于浓度的差异引起气体从高浓度向低浓度的地方运移，主要与扩散系数有关。随后King[25]在扩散机理的基础上建立了一维模型，覆盖层土壤被当作是同质疏松多孔，具有统一氡气逸出率的介质，由于热运动的结果氡的分子而向浓度小的方向移动，遵循Fick定理和Darcy定理在土壤中迁移，导出氡浓度值与深度的关系，实测曲线与模拟计算结果吻合较好。气体的扩散主要与自身的扩散系数、围岩性质、覆盖层土壤性质等有关，气体在地表浅层较深部扩散较快，松散砂层中较密实岩石中扩散较快。一般来说，扩散是低渗透性土壤中气体迁移的主要方式[26]。这个理论对研究气体运移具有重要影响。当存在压力差时，在某一地点富集的氡气可以从压力高的部位向压力低的部位迁移，往往在多孔介质内部空隙与地面空气之间形成压力差，形成流向大气的对流。主要用于解释扩散系数较小，且长距离运移的气体。对流作用主要与压力梯度、迁移系数有关。对流主要在较高的渗透性土壤中进行[26]。刘菁华[4]基于对流-扩散理论，对氡迁移进行了数值模拟，推导出在各项同性和均匀覆盖层中氡迁移的二维浓度方程，将氡从深部的迁移分为二个空间：(1)覆盖层以下的空间，这一空间氡气沿断层的上升是复杂的，在有利的氧化-还原条件下沉积富集，在活断层中形成氡源；(2)覆盖层空间，在这一空间氡的迁移以对流和扩散为主，形成氡浓度不均匀分布，在构造上方的氡浓度相对周围非构造上方的氡浓度增大，即氡浓度异常(参见图1)。随后伍建波等[26]同样基于对流-扩散机理针对非均质覆盖层中的迁移规律进行了数值模拟，解释了实际野外测量过程中出现的氡异常位置与断裂带位置不同步以及断层上下盘氡浓度分布不对称等现象。

图1 活断层上氡异常形成的模型示意图(引自刘菁华，2006)

刘泰峰等[27]通过理论计算认为，即使是非常富集的来源，扩散作用运移最长距离不超过10 m，因此扩散作用和对流作用不能解释如Rn和He这类深部气体的运移，一些学者便提出载气运移机制。载气运移作用是指微量气体伴随着载气运移至地表，通常载气为N2、CO2或CH4气体。由于稀有气体氡在地球深部的浓度很低，只有10-10ppm，半衰期仅有3.8天，具有低的本征迁移率，氡的短距离运移扩散很容易被观测到[28]。如Ciotoli G等[29]在研究富齐诺盆地气体运移机制时认为，气体Rn以CO2为载体，以对流作用的形式从深部运移至地表。Yang T F等[30]在研究台湾西南部活动断层时，认为该区域内载气CO2、CH4对Rn气向地表运移、分布起主导作用。接力传递作用是基于两个因素提出的：(1)氡半衰期短，本身不可能做长距离的运移；(2)氡的母体镭核素的半衰期很长，它可以做长距离的运动。接力传递类似于接力赛跑，借助于其他的氡，或是其他物质一棒接着一棒由起点跑到终点，一般用于解释半衰期短，不能做长距离运移的气体，认为氡法找矿、氡法监测地震、氡在地质构造中的作用等均是依据氡的接力传递作用实现的。应变能以纵波的形式传播，引起岩石疏密变化，造成氡的迁移[31-33]。贾文懿等[34-35]在实验室内较理想的条件下，利用α杯法观测，研究氡及其子体的运移规律。氡及其子体和母体多为α衰变体，会辐射出α粒子，α粒子减速后将成为带两个正电的4He核，借助强电场作用和Vander Waals力，能使4He与氡及其子体或母体形成团簇。4He的比重远小于空气，情况合适时，可在地壳中向上迁移数十米甚至数百米，其他地气也会因团簇现象运移，这是内因。氡的迁移是一个复杂的物理化学过程，有其外在因素，也有其内在因素,既有物理作用，又有化学因素，可能是以上这些内外因素综合作用的结果。

3 断层土壤气氡浓度变化的影响因素

无论是实验室数值模拟还是野外实际测量结果，均表明土壤气氡浓度受到构造和非构造因素(包括气象、水文、人为等因素)的影响，其中主要有地质构造特征，覆盖层土壤类型及特征(如厚度、湿度、粒度、孔隙度、密度、围岩及下伏母岩岩性特征等)，气象因素和其他影响因素等几个方面。

3.1 地质构造

地质体、构造上的不均匀性均会造成氡浓度异常，如断层存在形式、面宽度、活动性、开启性及裂隙发育情况等。King等[21]在对美国加州圣安德烈斯主要活动断层上方土壤气氡进行观测时，获取了不同活动类型断层的开启段、闭锁段、蠕滑段上方土壤气氡空间分布特征，发现不论是近期有地震活动的断层开启段、近期无地震活动的历史上发生过大震的断层闭锁段、有蠕滑而无地震活动的蠕滑段，均在断裂带上方观测到氡的高值异常。一般正断层的上盘裂隙发育，提供了断层气氡溢出的通道，使得断层面附近和上盘一侧出现氡浓度峰值和次级峰，断层倾角越小，次级峰越多，在剖面上常常表现为单峰、双峰或多峰异常，峰间距小(参见图2a)。逆断层中心部位往往被断层泥等填充，而上盘因出现横向张应力，使张性小裂隙发育，为断层气氡溢出提供了通道，因而在断裂面附近和上盘一侧可观察到氡浓度值的主峰和次级峰，同样地，断层倾角越小，次级峰越多，剖面上也可以表现为双峰或多峰异常，由于逆断层倾角一般较大，峰间距较大(参见图2b)。近乎直立断层上方气氡异常值相对较低，异常宽度也小，一般为10～30 m，在剖面上表现为单峰(参见图2c)。总的来说，除了在主断面上出现主峰外，在断裂上盘会出现次级峰值，只是次级峰值幅度较主峰小，而且多宽缓，可根据次级峰值异常指示断层的倾向。

图2 不同存在形式断层上氡异常剖面曲线特征

3.2 覆盖层土壤性质

土壤气氡变化形态及变化值大小不仅与断层规模、大小、产状有关系，也与覆盖层性质有关。土壤中氡浓度取决于两个因素，即获取量和逸散量，其中逸散量与覆盖层的厚度、密实度、孔隙度等有关[36]。在一个坡度较大或者土壤可渗透性低的场地，如果覆盖层相对较薄，则测得覆盖层下面的氡浓度值升高；对应地，在一个平坦的高渗透性场地，如果覆盖层比探测深度大，深部富集的氡气难以到达探测点位，测得的氡含量下降[2，37]。候彦珍[38]认为覆盖层厚度达到200 m时，其覆盖土层中已经不能观测到明显的土氡。伍剑波[26]等通过对非均匀覆盖层中氡迁移的数值模拟实验，认为覆盖层对土壤气氡有削弱作用，当厚度超过一个上限时，断层带上方氡气含量不会出现。王新等[11]在研究唐山地区氡浓度分布特征时，发现覆盖层厚度从西南向北东方向逐渐变薄，相应的氡浓度值从北东向西南方向降低，跟数值实验模拟结果一致。覆盖层厚度不大时变化明显，当厚度增大时则变化变得低缓；同时发现控制氡背景值和浓度值的因素还与覆盖层下伏母岩类型有关，如延怀盆地发育富含放射性元素的花岗岩，而唐山地区则不发育花岗岩，其氡浓度背景值(8 105.8 Bq/m3)比唐山地区高(4 730.4 Bq/m3)。在相同的采样深度，氡浓度值还与射气系数、扩散系数、土壤密度和孔隙度、颗粒大小等有关。覆盖层颗粒越小，像黄土、粘土等，本身含铀镭较高，对气体(包括氡)的封闭性和吸附性强，另外可供氡气体逸出的通道少，氡浓度值升高，相反在如砂质等粗粒沉积物中则氡浓度低。松散土层的覆盖厚度对土壤气氡含量及异常形态有较大的影响，如覆盖层是松散的回填土等物质时，氡气易扩散入大气，使得氡气含量降低。吴华平等[39]在分析广东西淋冈断层气氡浓度时发现，在受断层影响范围内的气氡含量可能与载体地层年代有关，受覆盖层载体凝固程度及其厚度影响较大，载体状态为松散—稍密或稍密—密实时，有利于富集氡气，凝固状态载体越厚，漂移到地表载体里的氡浓度越低。

3.3 气象因素

大多数定点观测结果发现，断层气氡有明显的年变规律，这主要与气象因素有关。常秋君等[40]对嘉峪关等5个干旱地区土壤气氡定点观测结果进行分析，认为气温是断层气氡浓度变化最主要的影响因素，形成断层气夏低冬高的年变规律。王博等[15]系统地分析了嘉峪关断层带土壤气氡与气温、地温和降水等因素的关系，结果表明氡的年变规律主要受气温影响。杜建国等[13]在研究八宝山断裂带逸出氡气测量结果时发现大气降水可使土壤湿度增大，土壤空隙被雨水填充，引起粘土矿物膨胀，导致土壤气脱气受阻，断层气中氡浓度相应增高。候彦珍等[38]利用真空法取气测氡时发现在土壤中含水量不大的情况下，随土壤含水量增加，气氡浓度有增高的趋势，但当土壤含水量增加到饱和或接近饱和时，土壤气浓度则明显降低，通过实验室观测数据证实，气氡浓度随含水量增加呈现低-高-低的现象。曹玲玲等[41]认为气温和气压对嘉峪关气氡浓度日值变化均有显著的影响，且均有滞后效应，气压对气氡浓度的短期影响明显强于气温对气氡浓度的短期影响，这与以往以年为单位尺度时，气温对气氡浓度的影响大于气压对气氡浓度的影响结果正好相反。King等[2]在研究加州两条逆冲断层夏季(干燥)和冬季(多雨)断层气氡浓度时发现，夏季气氡浓度值在断裂带两侧表现为明显的双峰特征，而在冬季多雨季节氡浓度值则明显降低，因为在雨季，气氡被限制在饱含水的覆盖层土壤下，从而降低了气体的渗透率和有效孔隙度。

3.4 其它影响因素

关于地下水活动的影响，由于氡气易溶于水，地下水的运动往往使氡气随之迁移，从而造成对测量结果的变化；人为因素的影响，如在野外对断层气测线的勘选，要尽可能的在土质老且均匀、地形较平坦，地下水埋深较一致的地段布设测线；此外，还可能有仪器灵敏度等的影响。

4 断层土壤气氡在实际观测过程中的注意事项

在隐伏断层探测过程中，断层气对断层大致位置的判定，以及断层的分段和活动性判定有不可忽略的作用。但实际测量时发现，有时氡浓度异常位置和断层的实际位置相吻合，有时会发生偏差，这与氡浓度异常曲线受断层条件及土层岩性、断层活动性和干扰因素等多方面的影响有关，所以不能仅仅通过气氡测值高低判断断层位置、活动性等，还需要结合地球物理、地质、样品定年等地震地质学手段及同位素组成与示踪等方法综合分析和评价，有效地识别断层气来源。如孙小龙等[7]以海原断裂带为研究对象，结合不同构造部位的土壤气氡浓度、同位素组成、水化学组分，分析了海原断裂带活动性分段特征。

尽管利用气氡浓度研究断层活动性操作方便，简单易行，具有一定的推广应用价值，但是目前利用氡浓度进行活动断裂活动性分级仍无统一标准。根据中国地震局活断层探测标准，地球化学探测各项测值下限值应为该测项的均值与2-4倍均方差之和，超出此下限值推测为可能存在活断层的地球化学异常，何朝枫等[8]用该方法判断了麻城—团风断裂现今活动性。仍有许多学者结合理论和实践经验提出了利用断层气的相对强度判断断层活动强度的办法，认为异常峰值与背景值的比值可作为依据。如刘菁华等[42]在进行城市活动断裂勘探时，利用该评价指标来判别长春市活动断裂位置及规模、产状。邵永新等[43]运用断层气测量结果的高低或按一定换算关系计算结果的高低来表示断层的活动性强弱，分析了海河隐伏断裂气氡测量结果，发现利用测量结果对断层活动性的讨论与断层活动性分段是有区别的，并且不同断裂间的测量结果不能通过相互比较来判断其活动性强弱。葛良全等[44]发现地气测值形态主要呈现“群”的分布特征，因此，在地震监测预报研究中，应配套观测研究多组分(如H2、He、CH4、H2S、N2、O2等)的浓度变化特征，在跨断层测量逸出气过程中，结合多种气体测值分析研究，将比单独观测某一组分的意义要大。气象因素对观测结果的影响，野外测量尽可能使各观测期间的气象条件相似，特别是一条断层上布设的几条测线的施工和观测条件相近，才能取得比较理想的结果。

5 结论

氡具有较强的扩散能力和迁移能力，在一定的压力差、温度差、梯度差下，能从下往上运移，通常能够反映出地壳内部氡运移情况。研究断层土壤气氡的浓度，有助于揭示出在地震频发区域内由于断块运动而引发的地震前兆。此外，通过分析对比断裂带土氡浓度特征，利用现有的土氡活动性评价方法，还可以开展城市活动断层探测，并判断活动断裂的活动性强弱。土壤气氡浓度容易受到研究区域地质构造、水文地质、覆盖层土壤以及气象因素等的影响。这使得单一气体测量结果难以判定出与地震有关的异常，也不能准确地反映整个研究区域的地球化学特征。多组分监测和高密度布点可以减小外部因素对测量结果的影响。因此，通过研究土壤气氡的地球化学特征来判断断层活动性的强弱还需要结合地球物理、地质、样品定年等地震地质学手段及同位素组成与示踪等方法综合进行分析和评价。此外，野外测量应尽可能使各观测期间的气象条件相似，特别是一条断层上布设的几条测线的施工和观测条件相近，才能取得比较理想的结果。进行土壤气氡流动观测时，在条件允许时，测线尽可能长(完全跨越断层破碎带)且要垂直于断层的走向布设测线。一条剖面可由多条平行的测线组成，测点的布设要尽可能的密集。每个点位的打孔深度要保持一致，且深度要在松散沉积物中的气体与大气发生强烈交换的覆盖层或冻土层以下，尽可能减少气象因素的影响。在测量过程中，如采样、仪器测试等，要严格按照规程操作，使影响因素降到最低限度。在后期数据处理过程中，可选择一个点的多次测量结果的平均结果作为实际测量值，结合研究区域的构造背景，以及采样点的数目来选择确定异常下限的最优方法，以识别土壤气氡的异常。

[1] 杜建国，康春丽.地震地下流体发展概述[J].地震，2000，20(增刊)：107-117.

[2] Chi-Yu King，Bi-Shia King and W.C.Evans，Wei Zhang. Spatial radon anomalies on active faults in California[J].1996，Elsevier Science Ltd，11：497-510.

[3] 汪成民.中国地震地下水动态观测网[M].北京:地震出版社,1990：5-50.

[4] 刘菁华.活断层上覆盖层中氡迁移的数值模拟及反演拟合[J].吉林大学，博士学位论文，2006.

[5] 邵永新.土壤氡方法用于断层活动性研究的讨论[J].2012，中国地震，28(1):51-60.

[6] 韩晓昆，李营，杜建国，周晓成，李小强，等.夏垫断裂中南段土壤气体地球化学特征[J].物探与化探，2013，37(6):976-982.

[7] 孙小龙，王广才，邵志刚，司学芸.海原断裂带土壤气与地下水地球化学特征[J].地学前缘，2016，23(3):140-150.

[8] 何朝枫，陈州丰，齐信，等.麻城-团风断裂带土氡特征及活动性研究[J].大地测量与地球动力学，2016，36(6)：504-512.

[9] 孟广魁，何开明，班铁，焦德成.氡、汞测量用于断裂活动性和分段的研究[J].中国地震，1997，13(1):43-51.

[10] Yang T F，Walia V，Chyi L L，et al. Variations of soil radon and thoron concentrations in a fault zone and prospective earthquakes in SW Taiwan [J].2005，Radiation Measurements，40：496-502.

[11] 王新，李营，杜建国，周晓成，崔月菊.唐山地区土壤气氡值特征[A].中国地球物理年会论文[C]，2010，155.

[12] 姜大庸，阎贤臣.海原活动断裂流体地球化学场初探[J].地震地质，1990，12(1):63-68.

[13] 杜建国，宇文欣，李圣强，简春林，等.八宝山断裂带逸出氡的地球化学特征及其映震效能[J].地震，1998，18(2):155-162.

[14] 刘太平，史良骥.断层土壤氡观测方法的综合应用[J].四川地震，1998(3):59-64.

[15] 王博，黄辅琼，简春林.嘉峪关断层带土壤气氡的影响因素及映震效能分析[J].中国地震，2010，26(4)：407-417.

[16] Giammanco S，Imme G，Mangano G，et al. Comparison between different methodologies for detecting radon in soil along an active fault: The case of the Pernicana fault system，Mount Etna(Italy)[J]. Applied Radiation and Isotopes，2009，67(1)：178-185.

[17] Yang T F，Chou C Y，Chen C-H，et al. Exhalation of radon and its carrier gases in SW Taiwan [J].Radiat Meas,2003，36：425-429.

[18] Tsvetkova T，Nevinsky I，Nevinsky V.Measurements of soil radon in South Russia for seismological application: Some results[J].Radiation Measurements，2012，47：292-302.

[19] 陈华静，王基华，林元武.断层土壤气的观测与地震短临预报[J].地震，1999，19(1):81-89.

[20] 史勇，张炜.以氡报震的力学基础——氡与固体潮的关系[J].地震学报，1993，15(1)：103-108.

[21] King C Y，Zhang W,King B S. Radon anomalies on three kinds of faults in California. Pure Appl.Geophys.1994，141，111-124.

[22] 张炜，金继宇.美国加州主要断裂带氡气测量[J].地震学报，1994，16(1):118-123.

[23] 曹玲玲，王宗礼，刘耀炜.氡迁移机理研究进展概述[J].地震研究，2005，28(3)：302-306.

[24] Flügge S，Zimens K E. Die bestimmung von korngr?βen und von diffusionskonstanten aus dem emanierverm?gen(Die theorie der emardermethode)[J].1939，Phys Chem B，42：179-220.

[25] Chi-Yu King. Gas geochemistry applied to earthquake prediction：An overview[J].1986，Journal of Geophysical Research，vol.91(10)：12269-12281.

[26] 伍建波，张慧，苏鹤军.断层气氡在不同类型覆盖层中迁移规律的数值模拟[J].地震学报，2014，36(1):118-128.

[27] 刘泰峰，安海忠，亢俊健，周瑞.煤田陷落柱氡气场的数值计算及空间形态分布特征[J].地球物理学报，2004，47(1):171-177.

[28] 方震，刘耀炜，杨选辉，等.地震断裂带中气体来源及运移机制研究进展[J].地球物理学进展，2012，27(2):0483-0495.

[29] Ciotoli G，Etiope G，Guerra M，et al. The detection of concealed faults in the Ofanto Basin using the correlation between soil-gas fracture surveys[J].1999，Tectonophysics，301:321-332.

[30] Yang T F，Chou C Y，Chen C-H，et al.Exhalation of radon and its carrier gases in SW Taiwan [J].2003，Radiation Measurements，36：425-429.

[31] 白云生，林玉飞，常桂兰.铀矿找矿中氡的迁移机制探讨[J].铀矿地质,1995，11(4)：224-231.

[32] 吴慧山，白云生，林玉飞，常桂兰.氡迁移的接力传递作用[J].地球物理学报，1997，40(1):136-142.

[33] 曹玲玲，高安泰.气温气压与断层气氡浓度短期变化的相关性分析[J].地震学报，2014，36(4):719-729.

[34] 贾文懿，方方，周蓉生，马英杰，等.氡及其字体运移规律与机理研究[J].核技术，2000，23(3):169-175.

[35] 贾文懿，方方，周蓉生，马英杰，等.氡及其子体向上迁移的内因与团簇现象[J].成都理工学院学报，1999，26(2):171-175.

[36] 戴华林，胡建平，包乾宗，汪文秉.关于浅层地震勘探和测氡定位隐伏断裂的初步探讨[J].西安工程学院学报，2001，23(4)：66-68.

[37] 李洪艺，张澄博，梁森荣，张永定.断裂带土中氡浓度影响因素分析及特征曲线应用[J].上海国土资源，2011，32(1):78-83.

[38] 候彦珍，王永才，张根深.土壤气氡测量影响因素的初步研究[J].华北地震科学，1994，12(2)：31-35.

[39] 吴华平，郭良田，常郁，陈少坚.氡断层气测量在佛山西淋冈活断层探测中的应用研究[J].华南地震，2009，29

[40] 常秋君，何跟巧，郭玉英，宋玉兰，程天德.断层气定点观测主要影响因素的研究[J].西北地震学报，1993，15(4):82-89.

[41] 曹玲玲，高安泰.气温气压与断层气氡浓度短期变化的相关性分析[J].地震学报，2014，36(4):719-729.

[42] 刘菁华，王祝文，刘树田，王晓丽.城市活动断裂带的土壤氡、汞气评价方法[J].吉林大学学报(地球科学版)，2006，36(2):295-300.

[43] 邵永新，杨绪连，李一兵.海河隐伏活断层探测中土壤气氡和气汞测量及其结果[J].地震地质，2007，29(3)：627-636.

[44] 葛良全，童纯菡，贺振华，等.隐伏断裂上方地气异常特征及其机理研究[J].成都理工学院学报，1997，24(3)：29-35.

Geochemistry Characteristics and Application Research on Radon from the Fault Zone

SHI Yang1,3, GUAN Zhijun2, YANG Yao2

(1. Geochemistry Department，Chengdu University of Technology, Sichuan Chengdu 610059；2. Earthquake Administration of Sichuan Province，Sichuan Chengdu 610041；3. Earthquake Prevention and Disaster Reduction Administration of Lushan County，Sichuan Lushan 625600，China)

As an important chemical tracer, radon content change can reveal tectonic activities. Researching on the geochemistry characteristics of soil radon and its isotopes from fault can determine the role of fluid in tectonic activities. In this paper, we summarize the geochemical characteristics of soil radon in fault as well as the related research results about soil radon observation on fault zones. We introduce the progress of formation and migration mechanism, and analyze the effect factors of radon in the crust. The spatial distribution of radon concentrations in the fault zone will help us to further understand the relationship between the deep fluids and the earthquakes in the crust. Otherwise, it may have important scientific significance to improve the works of impending earthquake prediction.

fault; soil radon; effect factors; impending earthquake prediction

2017-03-20

史杨(1988-)，女，陕西省洛南县人，助理工程师，成都理工大学研究生，研究方向为地质学、地球化学.

P315.31

B

1001-8115(2017)02-0038-07

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.02.010