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郯廬斷裂帶安徽段土壤氣體的地球化學(xué)特征

2016-09-04 02:30鄭海剛方震周曉成李軍輝孫玉濤李玲利
中國(guó)地震 2016年4期
關(guān)鍵詞:運(yùn)移斷裂帶剖面

鄭海剛 方震 周曉成 李軍輝 孫玉濤 李玲利

1)安徽省地震局,合肥市長(zhǎng)江西路558號(hào) 230031

2)中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所,北京 100036

3)中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,北京 100029

0 引言

跨斷層土壤氣是地球內(nèi)部沿著活動(dòng)板塊或塊體邊界及其它地殼薄弱帶向地表遷移釋放的氣體。監(jiān)測(cè)跨斷層土壤氣釋放濃度的變化,已成為探索地震前兆與地震預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)斷裂活動(dòng)性的重要方法(汪成民等,1991;劉菁華等,2006)。國(guó)外很多學(xué)者從20世紀(jì)80年代開始跨斷層土壤氣研究,目前在斷層探測(cè)、地震預(yù)測(cè)以及斷層氣來源等方面的研究已取得了很多重要成果。如:利用統(tǒng)計(jì)學(xué)研究意大利中部弗西羅盆地跨斷層土壤氣的結(jié)果表明,氣體的異常特征及其演化與斷層的產(chǎn)狀密切相關(guān)(Ciotoli et al,2007);研究東昆侖-西大灘斷裂的土壤氣體時(shí)發(fā)現(xiàn)次級(jí)斷裂的氣體釋放與主斷裂密切相關(guān)(Richon et al,2010);通過探測(cè)跨斷層土壤氣Rn和He研究臺(tái)灣北部地區(qū)Shan-Chiao斷裂的位置(Walia et al,2005);一些學(xué)者對(duì)跨斷層土壤氣體釋放的影響因素及與地殼應(yīng)力調(diào)整關(guān)系進(jìn)行了研究(Kumar et al,2012;Fu et al,2005);還有一些學(xué)者提出理論模型分析跨斷層土壤氣的來源與成因(Yang et al,2005;Etiope et al,2002)。中國(guó)學(xué)者也相繼在海河隱伏斷層、海原斷裂帶、瑪曲斷裂帶、夏墊斷裂等利用斷層土壤氣探測(cè)斷層的位置、研究斷層的活動(dòng)性(張新基等,2005;邵永新等,2007;周曉成等,2007、2011;趙振燊等,2011;韓曉昆等,2013)以及跨斷層土壤氣特別是 Rn的濃度變化與地震的關(guān)系(杜建國(guó)等,1998;王博等,2010),并嘗試通過斷層土壤氣這一手段成功預(yù)測(cè)地震。

近年來,郯廬斷裂帶南段及其附近地震活動(dòng)頻次和強(qiáng)度呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì),這些地震分布在南黃海、蘇中和郯廬斷裂帶安徽段附近(張?jiān)螺x等,2013)。因此,在郯廬斷裂帶安徽段開展跨斷層土壤氣的監(jiān)測(cè),以探索地震前兆、大震預(yù)測(cè)及其與斷層活動(dòng)性的關(guān)系。本文通過測(cè)量斷層土壤氣Rn、Hg和CO2濃度,研究了這些氣體釋放量與斷裂空間位置的關(guān)系,進(jìn)一步分析了跨斷層土壤氣的釋放特征,為今后該地區(qū)的地震預(yù)測(cè)及斷層活動(dòng)性研究奠定了基礎(chǔ)。

1 地震地質(zhì)背景

郯廬斷裂帶安徽段呈 NE向延伸,走向 30°N~40°E,長(zhǎng)約為400km,平均寬度 20km,南部最窄處僅數(shù)千米,自北向南逐漸由寬變窄。該段介于蘇魯造山帶與大別造山帶之間,主體上自北向南分別處于揚(yáng)子板塊與華北板塊或大別造山帶邊界上。郯廬斷裂帶安徽段北部脆性斷層自北向南沿嘉山盆地的東、西邊界和合肥盆地的西界展布,而南部沿大別造山帶東界展布。整個(gè)斷裂由數(shù)條主干斷裂組成(圖1),分別為合肥-五河斷裂、池河-太湖斷裂、藕塘-清水澗斷裂等(侯明金等,2003)。遵循利于斷層活動(dòng)性強(qiáng)弱對(duì)比和野外測(cè)量的原則,根據(jù)前人的研究成果及衛(wèi)星影像資料(姚大全等,2012、2014;劉備等,2015),選定的 4個(gè)測(cè)區(qū)分別位于鄌郚-葛溝斷裂上的泗縣山柏莊(TLSX)、藕塘-清水澗斷裂上的明光石門口(TLMG)、肥東龍泉山西坡北部的水準(zhǔn)測(cè)線附近(TLFD)以及池河-太湖斷裂上桐城楊樹棵村東南部(TLTC)(圖 1)。

2 測(cè)量方法

2.1 測(cè)量剖面

每個(gè)測(cè)區(qū)布設(shè)4條長(zhǎng)度相近的跨斷層土壤氣測(cè)量剖面,每條測(cè)量剖面長(zhǎng)170~440m,剖面間距 10m。在郯廬斷裂帶安徽段共布設(shè)土壤氣測(cè)量剖面16條,編號(hào)分別為 TLSX01~04、TLMG01~04、TLFD01~04、TLTC01~04。測(cè)點(diǎn)間距按距斷層越近間距越小、距斷層越遠(yuǎn)間距越大的原則設(shè)定,每條測(cè)線測(cè)點(diǎn)之間最小間距5m,一般間距10~30m,最大間距50m。

2.2 測(cè)量?jī)x器及方法

土壤氣Rn的測(cè)量?jī)x器為美國(guó) DURRIDGE RAD7測(cè)氡儀,監(jiān)測(cè)范圍為4~750,000Bq/m3,檢測(cè)下限可達(dá)0.1pCi/L;土壤氣Hg的測(cè)量?jī)x器為RA-915+型塞曼效應(yīng)汞分析儀,測(cè)量范圍為 5~20,000ng/m3,分辨率為 0.3 ng/m3;土壤氣 CO2測(cè)量?jī)x器為 GXH-3010E1型便攜式CO2分析儀,測(cè)量范圍為0%~1.000%,分辨率為0.001%。

上述3種土壤氣測(cè)量均采用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)方式。測(cè)量時(shí),首先用鋼釬在土壤中打一深80cm的小孔,然后將取樣器插入其中,將取樣器與土壤之間的縫隙封死;其次,將乳膠管的一端與取樣器相連,另一端與氣Rn觀測(cè)儀相接后啟動(dòng)儀器,靜置15min后讀取觀測(cè)值(因采樣間隔為5min,即讀取每個(gè)測(cè)點(diǎn)的第3個(gè)觀測(cè)值)。最后,啟動(dòng)氣Hg觀測(cè)儀,靜置40s抽氣,然后將乳膠管的一端與取樣器相連,另一端與氣Hg觀測(cè)儀相接,當(dāng)觀測(cè)儀器顯示瞬間值與均值等時(shí)間超過1min或瞬間最高值出現(xiàn)時(shí)間超過1min時(shí),以儀器的瞬間最高值為觀測(cè)值。CO2觀測(cè)儀直接接于取樣器出氣口進(jìn)行土壤氣CO2的觀測(cè),當(dāng)儀器測(cè)值穩(wěn)定后讀取觀測(cè)值(周曉成等,2007;李營(yíng)等,2009)。

2.3 異常判定方法

由于斷層的性狀、覆蓋層的厚度、土壤種類及自然地理環(huán)境的原因,目前尚無利用斷層氣判定斷層位置的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此在每個(gè)測(cè)區(qū)布設(shè)4條測(cè)量剖面,以避免因干擾產(chǎn)生的測(cè)量誤差;結(jié)合安徽地區(qū)跨斷層土壤氣測(cè)量的實(shí)際情況,將斷層的位置作為零點(diǎn),以測(cè)線平均值加減3倍標(biāo)準(zhǔn)差為限,剔除特別高或特別低的測(cè)量值之后的平均值作為背景值,以超過背景值的1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差作為斷層的地球化學(xué)異常。

3 結(jié)果

3.1 泗縣山柏莊測(cè)區(qū)

該測(cè)區(qū)位于安徽省泗縣山柏莊村西南。探槽揭示出白堊系紫紅色砂巖逆沖在晚更新世粘土之上,主斷面的產(chǎn)狀為走向275°、傾角74°。斷層循老斷面形成3期逆斷層崩積楔,最上層的楔體土層年齡為(138.5±8.3)ka(姚大全等,2012)。本次土壤氣測(cè)點(diǎn)位于該探槽開挖點(diǎn)南側(cè),4條測(cè)線TLSX01~04與斷裂走向垂直,測(cè)點(diǎn)分布于斷裂兩盤。

測(cè)量結(jié)果顯示(圖2),測(cè)量剖面上Rn的背景值為11.72kBq/m3,標(biāo)準(zhǔn)差為15.07kBq/m3,異常下限為34.33kBq/m3,Rn的地球化學(xué)異常出現(xiàn)在斷層的下盤,L2剖面異常值最高,達(dá)130.00kBq/m3;CO2背景值為0.38%,標(biāo)準(zhǔn)差為0.32%,異常下限為0.86%,L4剖面異常值最高,達(dá) 1.67%;Hg測(cè) 量 剖 面 背 景 值 為 8.36ng/m3,標(biāo) 準(zhǔn) 差 為 6.58ng/m3,異 常 下 限 為18.23ng/m3,L1剖面 Hg的高值異常出現(xiàn)在斷層的上盤,異常高值為 27.00ng/m3,L3、L4剖面未提取到高值異常;L1~L3剖面的Rn和CO2異常離斷層較近,L4剖面的Rn和CO2的異常距斷層100m以外,兩者的濃度曲線相關(guān)性較強(qiáng)。

3.2 明光石門口測(cè)區(qū)

該測(cè)區(qū)位于安徽省明光市石門口村西北,附近道路一側(cè)有斷層剖面出露。該剖面顯示,白堊系紫紅色砂巖與前震旦紀(jì)片巖接觸,為正斷層,主斷面產(chǎn)狀為走向30°、傾角40°。斷層接觸帶寬約20cm,接觸帶上部有少量第四紀(jì)坡積物覆蓋(圖3)。本次土壤氣測(cè)點(diǎn)位于該斷層剖面東北側(cè),4條測(cè)線TLMG01~04垂直于斷裂走向布置,測(cè)點(diǎn)主要分布于斷裂上盤。

圖2 泗縣剖面的土壤氣濃度

圖3 藕塘-清水澗斷裂帶石門口地質(zhì)剖面圖

測(cè)量結(jié)果顯示(圖4),測(cè)量剖面 Rn的背景值為 11.83kBq/m3,標(biāo)準(zhǔn)差為 10.34kBq/m3,異常下限為27.34kBq/m3。L1剖面Rn的地球化學(xué)異常值最高,為60.00kBq/m3;CO2背景值為0.27%,標(biāo)準(zhǔn)差為0.28%,異常下限為0.69%。L3剖面 CO2的地球化學(xué)異常值最高,達(dá)2.41%,L2剖面未提取到異常;Hg測(cè)量剖面的背景值為 7.51ng/m3,標(biāo)準(zhǔn)差為9.45ng/m3,異常下限為21.69ng/m3。L2剖面Hg的地球化學(xué)異常值最高,為77.00ng/m3。3種氣體的地球化學(xué)異常均出現(xiàn)在距斷層100m范圍以內(nèi),CO2和Rn的曲線具有較強(qiáng)相關(guān)性。

3.3 肥東龍泉山測(cè)區(qū)

圖4 明光剖面土壤氣濃度的測(cè)量結(jié)果

該測(cè)區(qū)位于安徽省肥東縣龍泉山西坡北部,附近為肥東地震臺(tái)短水準(zhǔn)測(cè)線。據(jù)肥東地震臺(tái)建臺(tái)總結(jié)報(bào)告可知,短水準(zhǔn)測(cè)線所經(jīng)地段自西向東為白堊系張橋組磚紅色砂巖、燕山期花崗閃長(zhǎng)巖、下元古界上山組片麻巖、大理巖(圖5)。在測(cè)線范圍內(nèi)有斷裂F1、F2,其中斷層F1白堊紀(jì)紅色砂巖與花崗閃長(zhǎng)巖接觸,逆斷層,走向近SN,傾向西,傾角65°左右;斷層F2斷于白云巖大理巖內(nèi),走向60°,傾向 SE,傾角75°。本次土壤氣測(cè)點(diǎn)位于F1與F2之間,跨過F1斷層也有少量測(cè)點(diǎn),4條測(cè)線TLFD01~04垂直于斷裂走向布置。

圖5 肥東地震臺(tái)水準(zhǔn)測(cè)線地質(zhì)剖面

圖6 肥東剖面土壤氣濃度的測(cè)量結(jié)果

測(cè)量結(jié)果顯示(圖 6),測(cè)量剖面 Rn背景值為 20.20kBq/m3,標(biāo)準(zhǔn)差為 13.68kBq/m3,異常下限為40.72kBq/m3,Rn在L1、L3剖面提取到地球化學(xué)異常,地球化學(xué)異常出現(xiàn)在 F1斷層下盤、F2斷層附近,高值達(dá)60.00kBq/m3;CO2背景值為0.15%,標(biāo)準(zhǔn)差為0.09%,異常下限為0.29%。L4剖面未提取到異常,異常出現(xiàn)在F1斷層下盤、F2斷層附近,高值為0.46%,CO2和Rn曲線具有強(qiáng)的相關(guān)性;Hg剖面背景值為8.38ng/m3,標(biāo)準(zhǔn)差為8.58ng/m3,異常下限為21.25ng/m3,Hg的高值異常出現(xiàn)在斷層F2附近,高值達(dá)40.00ng/m3,而在斷層F1附近Hg的含量較低。

3.4 桐城楊樹棵測(cè)區(qū)

該測(cè)區(qū)位于安徽省桐城市楊樹棵村東南部,據(jù)衛(wèi)星影像發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)附近存在明顯的線性構(gòu)造。線性構(gòu)造在大別山東麓顯示為深切山麓的山前斷裂,斷裂兩側(cè)地勢(shì)差異較大,顯示兩山夾一谷的地貌特征(王小鳳,2000)。本次土壤氣測(cè)點(diǎn)位于山口中,4條測(cè)線TLTC01~04橫跨谷地,測(cè)點(diǎn)分布于斷層兩盤。

測(cè)量結(jié)果顯示(圖7),在測(cè)量剖面 Rn的背景值為 11.60kBq/m3,標(biāo)準(zhǔn)差為 6.75kBq/m3,異常下限為 22.62kBq/m3,L1、L3剖面提取到地球化學(xué)異常,異常高值為 24.38kBq/m3;CO2剖面背景值為0.91%,標(biāo)準(zhǔn)差為0.57%,異常下限為1.77%,L1、L2剖面提取到地球化學(xué)異常,異常高值為2.6%,CO2和Rn曲線具有強(qiáng)的相關(guān)性;Hg測(cè)量剖面背景值為7.63ng/m3,標(biāo)準(zhǔn)差為6.78ng/m3,異常下限為17.80ng/m3,L4剖面未提取到異常,Hg的高值異常出現(xiàn)在斷層上盤,達(dá) 37.00ng/m3。

4 討論

4.1 土壤氣是證明郯廬斷裂帶破裂的重要指標(biāo)

圖7 桐城剖面土壤氣濃度測(cè)量結(jié)果

利用2.3的異常提取方法,在12條測(cè)量剖面提取到Rn和C02異常,在13條測(cè)量剖面提取到Hg異常,在肥東測(cè)區(qū)L2、L4和桐城測(cè)區(qū)L2、L4剖面未提取到Rn異常,在明光L2、肥東L4和桐城L3、L4未提取到C02異常,在泗縣L3、L4和桐城L4剖面未提取到Hg異常。在能提取異常的剖面中,土壤氣體Rn和CO2的異常帶寬度大多小于100m,只有泗縣L1、L4剖面的Rn和泗縣L4、肥東L2剖面的CO2地球化學(xué)異常位置距斷層較遠(yuǎn),只有8條剖面的土壤氣Hg異常出現(xiàn)在距斷層100m范圍以內(nèi),且其中有些測(cè)線的異常位置距斷層較遠(yuǎn)。

Rn、Hg、C02都是地震斷裂帶中的氣體成分,Rn是惰性氣體,由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,故能較準(zhǔn)確地反映出地殼內(nèi)部物質(zhì)運(yùn)移情況(孔令昌等,1995),Hg是斷裂帶活動(dòng)的指標(biāo)性元素,地殼深部的Hg在高溫高壓條件下升華,Hg蒸氣能沿破碎帶或裂隙向地表遷移,當(dāng)穿過不同介質(zhì)(巖石、土壤及水等)覆蓋層時(shí),Hg蒸氣被介質(zhì)吸附、吸留或溶解,形成Hg異常。地殼中Hg的來源一般有2種途徑,一是直接來源于地殼深部或地幔,二是某些含Hg的硫化物礦床成礦以后Hg蒸氣的揮發(fā)所致(程鑒基,1997;方震等,2012)。本次測(cè)量結(jié)果表明,在12條剖面提取到Rn和CO2異常,且在8條剖面的斷裂破碎處異常明顯,在13條剖面提取到Hg異常,但異常段大多距斷裂位置較遠(yuǎn)。

綜上所述,新第三紀(jì)以來,郯廬斷裂及鄰區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與老第三紀(jì)基本一致,表現(xiàn)為近EW向擠壓,在淺層主要表現(xiàn)為新生帶褶皺和逆沖推覆構(gòu)造,第四系沉積逆沖到老地層之上(王小鳳等,2000)。郯廬斷裂帶切穿莫霍面直達(dá)上地幔,是上地幔物質(zhì)上涌的通道,也是斷層氣釋放的有利通道,CO2的異常與Rn的異常對(duì)應(yīng)良好,但自然界中的CO2來源于地幔、碳酸巖變質(zhì)、有機(jī)物分解和地表微生物活動(dòng)等,通常斷裂帶中的CO2則來源于這種混合的結(jié)果(Lombardi et al,2010)。Hg的濃度曲線與Rn和 CO2的濃度曲線無論是在曲線的形態(tài)上還是異常的點(diǎn)位上都相應(yīng)不明顯,且有些異常出現(xiàn)在距斷裂較遠(yuǎn)的位置,如肥東剖面、桐城剖面L1測(cè)線。本次測(cè)量明光剖面位于石門山東坡,以碎裂巖為主,其它3個(gè)剖面位于農(nóng)田中,由圖2、4、6、7可以看出,明光剖面Hg與Rn、CO2曲線的相關(guān)性較強(qiáng),即氣體的富集部位較一致,而其它3個(gè)剖面,相關(guān)性較差,可能是農(nóng)田里施用肥料和農(nóng)藥,造成土壤中Hg的濃度增加所致(王荔娟等,2007)。

4.2 土壤氣Rn在郯廬斷裂帶肥東剖面富集明顯

肥東剖面的土壤氣Rn背景值最高,為20.20kBq/m3,在泗縣、明光、桐城等剖面,其背景值依次為 11.72kBq/m3、11.83kBq/m3、11.6kBq/m3;桐城剖面 CO2背景值最高,為 0.91%,泗縣、明光、肥東等剖面,其背景值依次為0.382%、0.274%、0.148%;4個(gè)剖面土壤氣Hg的背景值都處于同一個(gè)水平,泗縣、明光、肥東、桐城分別為 8.36ng/m3、7.51ng/m3、8.38ng/m3、7.63ng/m3。圖8為土壤氣體4個(gè)剖面各個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均值,Rn和CO2分別在肥東和桐城剖面富集明顯。Rn由于其化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性,被認(rèn)為是指示斷裂破裂的有利指標(biāo)。泗縣山柏莊曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)史前地震遺跡(姚大全等,2012),相對(duì)明光石門口斷層活動(dòng)更為強(qiáng)烈;肥東龍泉山位于郯廬斷裂帶與橋頭集斷裂交匯處,近現(xiàn)代小地震較多,相對(duì)桐城楊樹棵近現(xiàn)代斷層活動(dòng)性較強(qiáng)。肥東剖面Rn的富集與近些年來該地區(qū)小震活動(dòng)有關(guān),其它3個(gè)測(cè)量地點(diǎn)近年來地震活動(dòng)平靜,地震活動(dòng)加速了氣體的釋放。4.1節(jié)已經(jīng)說明CO2和Hg的來源受到地表人為活動(dòng)等多個(gè)因素的制約,被認(rèn)為是指示斷裂破裂的參考指標(biāo)(周曉成等,2011)。

圖8 各剖面各種土壤氣的組分均值

Rn主要來源于土壤中富含放射性鈾、釷系列的巖石。郯廬斷裂帶肥東段測(cè)量區(qū)域自西向東主要為白堊系張橋組磚紅色砂巖,燕山期花崗閃長(zhǎng)巖,下元古界上山組片麻巖、大理巖,釷的平均含量較高,達(dá)11ppm(牛漫蘭等,2010)。由于該段巖層釷含量較高,高于中國(guó)東部碳酸鹽平均釷含量(周曉成等,2011),釷放射產(chǎn)生的Rn子體,通過斷裂帶向上運(yùn)移可能是該剖面土壤氣Rn富集的另一主要成因。

4.3 郯廬斷裂帶安徽段地下氣體的運(yùn)移機(jī)制討論

地下氣體的運(yùn)移與變化是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程,其遷移、富集與儲(chǔ)存受諸多因素的影響。在其運(yùn)移變化過程中,既有物理作用也有化學(xué)作用,或者在物理化學(xué)諸因素的綜合作用下進(jìn)行(Perrier et al,2009)。關(guān)于地下氣體運(yùn)移的物理機(jī)制,一些學(xué)者提出了擴(kuò)散模式、對(duì)流模式(Gold et al,1984)、接力傳遞作用(吳慧山等,1997)、載氣運(yùn)移機(jī)制(Yang et al,2003)等分析深部氣體運(yùn)移的理論機(jī)制。接力傳遞作用指半衰期短的氣體由于其母體半衰期很長(zhǎng),而且可以作長(zhǎng)距離的運(yùn)移,母體通過擴(kuò)散對(duì)流等作用方式長(zhǎng)距離運(yùn)移,然后再發(fā)生衰變產(chǎn)生子體。載氣運(yùn)移機(jī)制指Rn等半衰期短的氣體伴隨快速運(yùn)移的載氣運(yùn)移至地表,通常載氣為常量氣體 N2、CO2、或 CH4等氣體或液體(Yang et al,2003)。

Rn是鐳、釷和鈾衰變的產(chǎn)物,由于其半衰期短,只有3.8天,本征遷移率低,Rn的短距離遷移擴(kuò)散很容易被觀測(cè)到,即使有非常富集的來源,其擴(kuò)散作用運(yùn)移的最長(zhǎng)距離不超過10m(Walia et al,2005)。因此,利用氣體的擴(kuò)散作用很難解釋本次4個(gè)剖面測(cè)量到的大量Rn異常,接力傳遞作用和載氣運(yùn)移機(jī)制解釋郯廬斷裂帶安徽段土壤氣Rn的深部運(yùn)移機(jī)制更有說服力。接力傳遞作用需要在近地表有大量的Rn放射源,本次測(cè)量的4個(gè)剖面,只有肥東地下巖層釷含量較高,很顯然接力傳遞作用也很難解釋Rn的異常高值。Fu等(2005)在研究臺(tái)灣南部地區(qū)活動(dòng)斷裂帶He和Rn的變化關(guān)系時(shí),觀測(cè)到He、Rn和CO2有強(qiáng)的相關(guān)性,認(rèn)為He、Rn以CO2作為載氣運(yùn)移至地表。圖9為安徽段各剖面的土壤氣濃度。由圖9可知,本次測(cè)量結(jié)果中土壤氣體Rn與CO2有很強(qiáng)的相關(guān)性,可以推測(cè)CO2作為載氣,地球深部Rn伴隨著CO2載氣向上運(yùn)移。

圖9 安徽段各剖面的土壤氣濃度

5 結(jié)論

郯廬斷裂帶安徽段跨斷層土壤氣Rn、Hg、CO2的測(cè)量結(jié)果表明:

(1)土壤氣Rn、Hg、CO2的濃度變化對(duì)斷層位置都具有一定的指示作用。Rn由于其化學(xué)性質(zhì)的特殊性,被認(rèn)為是指示斷裂位置的有利指標(biāo),與斷層位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系明顯;Hg與斷層位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系出現(xiàn)偏差,可能受到地表活動(dòng)的影響;CO2由于來源的多樣性,其上升過程中可能受到地表物質(zhì)的混染作用。

(2)土壤氣Rn在肥東測(cè)區(qū)富集程度最高,郯廬斷裂帶肥東段以白堊系張橋組磚紅色砂巖,燕山期花崗閃長(zhǎng)巖,下元古界上山組片麻巖、大理巖為主,釷的平均含量較高,較高的釷為Rn高值異常的形成提供了放射源,近年來,肥東的小震活動(dòng)加速了斷裂帶中氣體的釋放。

(3)Rn和CO2的濃度曲線在形態(tài)上強(qiáng)相關(guān),Hg的曲線變化與 Rn和 CO2不一致,可能暗示著Rn和CO2在氣體的來源深度和運(yùn)移機(jī)制上有一定聯(lián)系,氣體的載氣運(yùn)移機(jī)制說明Rn和CO2在形態(tài)上強(qiáng)相關(guān),為郯廬斷裂帶安徽段深部氣體的運(yùn)移提出了較為合理的解釋。

在郯廬斷裂帶安徽段開展跨斷層土壤氣測(cè)量工作尚屬首次,測(cè)量結(jié)果對(duì)積累該段土壤氣濃度背景值、判定各種氣體對(duì)斷層的指示作用有重要意義,也為該區(qū)段構(gòu)造地球化學(xué)研究奠定了一定的基礎(chǔ)。但本文主要借鑒前人的一些研究成果對(duì)郯廬斷裂安徽段的土壤氣特征進(jìn)行分析,且只進(jìn)行了一期觀測(cè),研究還是初步的,還需要開展復(fù)測(cè)工作,積累數(shù)據(jù),以使分析研究結(jié)果更為客觀。

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