車用太 魚金子 陳其峰 鄧 陽 李繼業(yè)

1) 中國地震局地質(zhì)研究所， 北京100029 2) 山東省地震局聊城水化站， 山東聊城252000 3) 黑龍江省地震局地震監(jiān)測中心， 哈爾濱150090

學術(shù)論文

關(guān)于建設(shè)斷層氣觀測網(wǎng)的思考
——再論探索地震短臨預測的新途徑*

車用太1)※魚金子1)陳其峰2)鄧 陽3)李繼業(yè)3)

1) 中國地震局地質(zhì)研究所， 北京100029 2) 山東省地震局聊城水化站， 山東聊城252000 3) 黑龍江省地震局地震監(jiān)測中心， 哈爾濱150090

我國擁有世界上規(guī)模最大、 地震監(jiān)測效能一流的地震地下流體觀測網(wǎng)， 但幾十年的地震監(jiān)測實踐表明， 其監(jiān)測效能非常有限， 捕捉到的前兆信息多屬于與地震孕育過程伴生的區(qū)域構(gòu)造活動產(chǎn)生的場兆， 直接來自震源的源兆很少， 因此， 利用該網(wǎng)有效地實現(xiàn)地震三要素的科學預測是十分困難的。 由此， 筆者提出在繼續(xù)調(diào)整、 完善與優(yōu)化現(xiàn)有觀測網(wǎng)的同時， 再建設(shè)新型的斷層氣觀測網(wǎng)的思想， 并針對觀測網(wǎng)的建設(shè)目標與布設(shè)方案、 觀測點的選址與觀測孔的建設(shè)、 測項與儀器的選擇及觀測模式等問題提出具體建議。

斷層氣； 觀測網(wǎng)； 地震短臨預測

引言

我國地震監(jiān)測與預測科學探索已有50年歷史。 在半個世紀的風風雨雨中， 我國地震地下流體監(jiān)測與預測人員頂著“地震不可預測論”， 艱難地堅持探索， 取得了不可否認的成就。 我國不僅建成了擁有670多口觀測井與1200多個測項的觀測網(wǎng)[1]， 而且在1966—2003年間170多次MS≥5.0地震前捕捉到1162項次的異常[2]， 1975—2001年間成功實現(xiàn)預測(報)的24次地震中[3]， 16次地震前為成功預測(報)提供了重要的流體異常依據(jù)[4]。 然而， 地震預測(報)水平仍然很低。 據(jù)地下流體觀測井(泉)密度≥1個/萬平方千米的100°E以東地區(qū)1975—1999年間174個MS≥5.0地震短臨預測情況的統(tǒng)計[4]，MS≥7.0地震可預測約百分之三十～四十，MS≥6.0～6.9地震只可預測約百分之十幾， 而MS≥5.0～5.9地震只可預測百分之幾。 即使從成功預測的幾個典型震例看， 預測的依據(jù)多不充分， 預測的意見多不明確， 遠沒能達到科學預測的要求。 如何改變地下流體學科這種低水平不夠科學的地震預測現(xiàn)狀， 是筆者退休之后一直思考的主要問題。

1 現(xiàn)有臺網(wǎng)地震前兆監(jiān)測能力方面的不足

筆者剖析了1998年1月10日河北省張北MS6.2地震與2014年8月3日云南省魯?shù)镸S6.5地震的地下流體異常及其預測實踐[5]。 這兩次地震都發(fā)生在我國地下流體臺網(wǎng)密度較大(2～3個觀測井(泉)/萬平方千米)的地區(qū)， 震前記錄到20～30項地下流體異常， 并依此都提出了較好的短臨預測意見。 然而， 反思這兩次典型震例時發(fā)現(xiàn)， 無論是異常還是預測都有不少值得反思的問題。

問題之一是異常井或異常項的比例(占區(qū)內(nèi)全部觀測井或測項的百分比)很低， 異常井的比例小于百分之十～二十， 異常項的比例小于百分之幾～十幾， 說明多數(shù)井(項)震前記錄不到異常信息。

問題之二是異常的形態(tài)多樣， 沒有顯示出一致性與隨發(fā)震時間的鄰近而有規(guī)律性的變化； 異常的空間分布廣而亂， 既沒有顯示出異常井數(shù)隨震中距的增大而減少， 也沒有顯示出集中分布在未來發(fā)震構(gòu)造上； 異常的時間分布， 多出現(xiàn)在中短期階段， 沒有顯示出異常數(shù)量隨發(fā)震時間的臨近而顯著增多， 特別是， 臨震階段異常的數(shù)量并不劇增等。 這些特征說明了異常并不是來自一個“源”， 而是來自力學過程與震源的過程并不相關(guān)的多個“源”， 即多屬場兆。

鑒于上述兩類問題， 筆者認為利用現(xiàn)有的觀測網(wǎng)有可能做到“震前有所覺察”， 但實現(xiàn)有效的地震三要素預測是十分困難的。 因此， 必須對現(xiàn)有觀測網(wǎng)的布局、 觀測井的質(zhì)量、 測項的優(yōu)化與配套、 觀測技術(shù)的完善與改進等方面進行大規(guī)模的調(diào)整與優(yōu)化[1]， 確保該網(wǎng)在震前可捕捉到具有一定數(shù)量與質(zhì)量的場兆信息， 為把握區(qū)域的震情態(tài)勢提供依據(jù)。 然而， 從根本上改變地下流體學科地震監(jiān)測與預測的低水平與被動局面， 單靠上述的努力還不夠， 必須建立具有捕捉源兆能力的斷層氣觀測網(wǎng)。

2 斷層氣及其地震前兆監(jiān)測能力方面的優(yōu)勢

斷層氣指由斷層帶釋放的地殼深部氣體， 主要是H2、 He、 CO2、 Rn、 Hg等。 這些氣體質(zhì)量輕， 粘滯性小， 遷移速度快， 對地殼動力作用的響應能力應比地下水靈敏。

氣體在地殼中的分布相對地下水更廣泛， 不僅存在于含水層中， 也存在于非含水層中。 但地殼中氣體的分布并不均一。 在地殼表層主要集中分布在地殼活動相對活躍的部位， 如火山口、 斷層帶等。 在地殼中， 主要分布在多震層(埋深幾～十幾千米)的上部。 據(jù)前蘇聯(lián)Kola-3深鉆揭露的結(jié)果， 地面以下0～800 m深度主要組分是N2、 O2等大氣； 800～4200 m為大氣與深源氣體的混合氣體， 主要組分為N2、 O2、 H2等； 4500～5850 m深度則以深源氣體H2與He為主； 5850～6900 m以深源氣體H2、 He、 CO2為主； 6900～9200 m以CO2、 H2、 He為主， 由此可見， 約5000～10000 m深度則以深源氣體為主[6]。

地殼中深源氣體一是平面上集中分布在斷層帶中， 二是剖面上集中分布在5000～9000 m的多震層頂部， 因此， 把這種氣體作為地震前兆觀測是理想的。

斷層氣的另一特點是地殼中的濃度與大氣中的濃度差異很大[7]。 以H2為例， 大氣中濃度一般小于1 ppm(×10-4%)， 而地殼斷層帶中則可高達幾十～上百個ppm， 甚至可達上千個ppm； 再以CO2為例， 大氣中的濃度一般為300～400 ppm， 但地殼斷層帶中可高達幾千～幾萬， 乃至幾十萬個ppm。 這種濃度上的顯著差異， 保證斷層氣受地表環(huán)境下的氣象水文等干擾少而弱， 作為地震前兆異常時其信噪比一般都較高。 斷層氣的這種特征， 為作為地震前兆觀測對象提供了特別的優(yōu)勢。

斷層氣的又一個特點是與斷層的現(xiàn)今活動性關(guān)系密切。 現(xiàn)有的資料表明， 活動斷層中釋放的氣體濃度較不活動斷層中明顯高， 斷層活動時段釋放的氣體濃度較不活動時段明顯高， 斷層活動強烈的地段與時段上釋放的氣體濃度更高[8]。 據(jù)日本學者脅田宏、 杉崎隆一等的研究[9]， 斷層帶不僅是深部氣體釋放的通道， 而且H2還可以是斷層活動的產(chǎn)物， 當斷層活動壓碎了巖石時， 其中硅酸鹽礦物中的Si-O-Si鍵遭破壞并產(chǎn)生Si與Si-O自由基， 此時有水(H2O)作用時將發(fā)生Si+2H2O→SiO2+2H2↑化學反應， 從而釋放出H2。

由此可見， 斷層氣H2異常升高， 很可能是斷層活動的重要而直接的標志。 地震的發(fā)生與斷層活動密切相關(guān)， 那么斷層氣觀測有可能能有效地捕捉到地震活動的前兆異常。

由于斷層氣觀測的上述優(yōu)勢， 國內(nèi)外有些學者們一直關(guān)注斷層氣觀測在地震前兆監(jiān)測中的應用[9-14]。 初步的探索結(jié)果， 不僅取得了一些震例， 而且取得一致認識， 即斷層氣異常不僅映震靈敏性高而且其短臨前兆性明顯， 信噪比很高。 這些優(yōu)點， 其他前兆異常是難以媲美的。

依林元武等[12]1991—1998年間在河北懷來后郝窯斷層氣CO2觀測結(jié)果， 7年間獲得了10次MS4.5～6.4震例， 映震距為20～500 km， 異常出現(xiàn)的時間為震前為十幾～幾十天， 異常的幅度較正常起伏度高幾～十幾倍。 顯然， 利用這樣的異常， 實現(xiàn)地震的短臨預測是有希望的。

然而， 斷層氣觀測一直處于試驗研究階段， 未能在全國得到有效的推廣與應用， 其主要原因是我國未能發(fā)展出適合于臺站連續(xù)觀測的儀器。 近年來斷層氣觀測技術(shù)有了顯著的進步， 已研發(fā)出一批適用于臺站連續(xù)觀測的儀器， 而且正在實現(xiàn)實用化與工程化， 有望一二年內(nèi)多數(shù)測項的儀器將成熟， 可批量生產(chǎn)并大規(guī)模推廣應用。 斷層氣成網(wǎng)觀測， 已具備了技術(shù)條件。

3 斷層氣成網(wǎng)觀測的初步設(shè)想

3.1 斷層氣成網(wǎng)觀測的科學目標

斷層氣成網(wǎng)觀測的目標是在未來發(fā)生破壞性地震的地區(qū)內(nèi)有效地捕捉到源兆， 為實現(xiàn)地震短臨預測提供有效的科學依據(jù)。

源兆， 指來自正在孕育地震的震源體中的異常信息。 這類前兆異常應集中出現(xiàn)在未來震中區(qū)， 且隨震中距的增大而減弱； 異常形態(tài)及其變化要符合一定的理論模式， 如DD模式[15]、 IPE模式[16]。 這類前兆異常是實現(xiàn)科學的地震預測所必需的。 例如， 在1974年2月海城MS7.2地震前， 在震中外圍幾十千米范圍內(nèi)的多口水位觀測井中， 看到了井水位“緩慢下降—加速下降—轉(zhuǎn)折回升”的異常過程， 為成功的短臨預測決策提供了重要依據(jù)。 在1976年7月唐山MS7.8地震震中外圍150 km范圍內(nèi)的十多口水位觀測井中， 也曾記錄到了類似的異常及其過程， 使個別學者震前意識到了發(fā)震的危險性。 理論與實踐都表明， 在未來震中外圍一定范圍內(nèi)出現(xiàn)一批空間分布上有集中性， 形態(tài)與時間變化過程有一定一致性的源兆異常， 是地震的“必需”信息。

斷層氣成網(wǎng)觀測的科學目標， 無疑是要捕捉到這類源兆異常。 要捕捉到這類異常， 則對布網(wǎng)區(qū)的選擇、 網(wǎng)點的布設(shè)、 觀測點的建設(shè)與觀測儀器的選型等方面， 要做到有理有據(jù)， 要科學化。

3.2 成網(wǎng)觀測區(qū)的選擇

斷層氣觀測網(wǎng)的布設(shè)區(qū)， 應與全國地下流體觀測網(wǎng)的布設(shè)區(qū)有所不同， 后者可考慮在全國各省、 市、 自治區(qū)布網(wǎng)， 而前者應布設(shè)在我國主要地震區(qū)(帶)內(nèi)[17]。

我國共劃分出5個地震區(qū)24個地震帶77個地震構(gòu)造區(qū)[17]。 顯然， 每個地震帶或地震構(gòu)造區(qū)的空間尺度很大， 因此尚不能作為布設(shè)斷層氣觀測網(wǎng)的依據(jù)， 因而還需要在區(qū)域上進一步細化。 細化的原則是區(qū)、 帶內(nèi)進一步劃分出潛在震源區(qū)， 即未來可能發(fā)生破壞性地震的震源所在地區(qū)。 然而， 目前已細分出的潛在震源區(qū)多達1000多個， 其規(guī)模大小不一， 大者長達幾百千米， 乃至上千千米， 寬則可達上百千米[17]， 斷層氣觀測網(wǎng)也不可能建設(shè)這么多這么大， 顯然仍需要進一步細化。 這個層次上的細化， 則要依據(jù)各地防震減災任務而定， 把斷層氣觀測網(wǎng)布設(shè)在一二十個不僅發(fā)生破壞性地震的概率大， 而且人口相對密度大、 社會經(jīng)濟相對發(fā)達的地區(qū)。 在這樣的地區(qū)， 應選擇第四紀活動斷層上布網(wǎng)[18]， 尤其是在其閉鎖段上布網(wǎng)。 每個布網(wǎng)區(qū)的規(guī)模， 宜控制在長100～300 km， 寬100 km的范圍內(nèi)。

3.3 網(wǎng)內(nèi)的測點密度與布局

因為斷層氣觀測網(wǎng)的建設(shè)目標是捕捉源兆， 因此， 測點的密度必須考慮源兆的顯現(xiàn)尺度。

源兆的顯現(xiàn)尺度， 前人已做過一些研究[19]。 其基本結(jié)果是源兆的顯現(xiàn)尺度(R)， 首先是與孕育地震的斷層長度(L)有關(guān)， 其次是與未來發(fā)生的地震強度(M)有關(guān)， 一般的關(guān)系式為R=(2～3)L， logL=aM-b， 其中a與b為統(tǒng)計系數(shù)，a多為0.5～1.0，b多為 0.3～3.0。 郭增建等[20]根據(jù)中國大陸地震的研究給出了M與R的關(guān)系(表1)。

表1 中國大陸不同震級(MS)與該地震源兆顯現(xiàn)區(qū)尺度(R)的關(guān)系

MS5．05．56．06．57．07．5R/km13264785151273

斷層氣觀測網(wǎng)中測點間的間距要小于表1中給出的源兆顯現(xiàn)區(qū)的尺度。 例如， 未來要捕捉MS6.0地震的源兆， 那么網(wǎng)中測點距應小于47 km(大體上可認為小于50 km)， 要捕捉MS5.0地震的源兆就要加密到至少13 km要設(shè)一個測點等等。

測點可沿未來發(fā)震斷裂帶及其兩側(cè)呈三角形或正方形布局。 即， 測點可沿主干斷裂呈一條線， 主干斷裂兩側(cè)再布兩條線， 每條線上的點， 可按表1點間距布設(shè)， 這樣若干點構(gòu)成正方形或三角形圖形， 可確保布網(wǎng)區(qū)內(nèi)發(fā)生一定震級的地震時可捕捉3～4個源兆異常信息。

按著這樣的思想， 在100 km×300 km范圍內(nèi)捕捉到6.0級強震的源兆為目標布網(wǎng)時， 需建約20個測點。 顯然， 測點的數(shù)量隨監(jiān)測區(qū)的大小與震級的大小而不同， 同樣大小監(jiān)測區(qū)內(nèi)若以捕捉5.0級地震的源兆為目標時， 測點數(shù)要達到150個， 若以捕捉7.0級地震的源兆為目標時， 測點數(shù)僅需6個等等。

3.4 測點建設(shè)

測點建設(shè)是確保斷層氣觀測網(wǎng)有效地捕捉到源兆的重要條件之一。 測點建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有兩個， 一個是正確地選點， 另一個是合理建觀測孔。

3.4.1 斷層氣觀測點的選定

斷層氣觀測點必須選在活動斷裂帶及其兩側(cè)。 測點首先應位于斷層破碎帶上， 在第四系覆蓋層發(fā)育區(qū)難以準確布設(shè)在破碎帶上時， 也必須使測點盡可能靠近斷層破碎帶， 傾角較大時測點距主斷層面的水平距離應小于50 m， 傾角較小時要小于100 m。 但必須注意， 不宜把測點選在斷層泥等不透氣物質(zhì)發(fā)育的擠壓斷層面上。

測點重點選在斷層的上盤或斷層活動的主動盤上。

測點最好位于基巖地區(qū)， 特別是結(jié)晶巖發(fā)育地區(qū)。 當然， 巖石出露條件不好的地區(qū)也可開展斷層氣觀測， 非結(jié)晶巖裸露地區(qū)， 甚至沒有基巖裸露的第四系覆蓋區(qū)(斷裂隱伏區(qū))也可設(shè)點， 自然觀測的效果可能受到一定影響。

測點的選擇， 最好先做流動測線探測， 找到釋放氣體濃度最高的部位， 作為優(yōu)選的測點。

3.4.2 斷層氣觀測孔的選擇

斷層氣觀測孔的建設(shè)， 必須遵守兩條基本原則： 一是孔底不積水， 二是孔內(nèi)聚集最多的新鮮氣體。

孔底不積水， 則要求孔深要設(shè)計得合理， 孔底一定要高于當?shù)刈罡邼撍妫?即全孔處在包氣帶內(nèi)。 在寒冷地區(qū)， 集氣管段宜設(shè)在凍土層之下。

孔內(nèi)要聚集最多的新鮮氣體， 則要求觀測孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理。 一般的觀測孔分上、 下兩部分： 下部分為集氣管段(可稱集氣腔)， 即斷層帶釋放出的氣體聚集在其中； 上部分為引氣管段， 把集氣腔中聚集的新鮮氣體及時送到儀器中去的管段。

引氣管段中， 一般孔內(nèi)設(shè)引氣管， 引氣管的下端設(shè)利于聚氣并引氣用的倒三角形的漏斗。 把漏斗的上端接引氣管， 其開大口的下端接集氣腔。 引氣段(外管)的直徑一般可為100～200 mm， 引氣管(內(nèi)管)直徑一般為10～30 mm， 材質(zhì)多為PVC工程塑料管。 引氣管段的直徑， 可根據(jù)測項多少選擇合理的大小。 引氣段管外與圍巖之間的環(huán)狀間隙， 一定要用弱透氣材料如黏土、 水泥等填死。

集氣管段， 一般用直徑與引氣管段相同的PVC管， 不過管上要打一定數(shù)量的直徑10～20 mm的透氣孔， 孔可等邊三角形分布， 確保斷層帶上釋放出的氣體盡可能多地聚集到集氣腔中。 集氣段管與外圍巖土間的環(huán)狀間隙中充填透氣性良好的碎石、 礫石等， 確保斷層帶釋放出的氣體全部順利地進入集氣腔內(nèi)。

引氣管段的上端(出露于地面以上)， 要設(shè)孔蓋， 防止大氣進入觀測孔中。

3.5 測項與觀測儀器

從理論上來講， 任何由斷層帶釋放出來的氣體都可作為斷層氣觀測的項目， 但從現(xiàn)有震例與觀測技術(shù)考慮， 目前可選的測項有H2、 CO2、 Rn、 Hg， 尤其是可把H2作為首選的測項。

氫(H2)是化學周期表中原子序數(shù)為第一的化學元素， 其原子質(zhì)量最輕(1.0079)， 半徑最小(0.046 nm)， 粘滯性很小(83.5×10-6Pa)， 分子運動速度最快(0℃下可達1.09 km/s)， 大氣中濃度(0.5～1.0 ppm)與地殼中濃度差異顯著， 特別是斷裂錯動的直接產(chǎn)物。 這樣的特點決定了其映震性能可能最強， 自然可作為斷層氣觀測的首選測項[21]。

從以往的觀測技術(shù)來看， H2濃度觀測， 主要依賴于質(zhì)譜儀， 這種觀測技術(shù)復雜， 不宜在臺站廣泛推廣應用； 后來研發(fā)的自動測氫儀， 不僅其檢出限低(濃度大)， 觀測精度與長期穩(wěn)定性等技術(shù)指標不滿足連續(xù)高精度氫氣觀測的需求； 近幾年， 杭州超距科技有限公司(Addtech)研發(fā)的ATG-6118H型痕量氫在線自動分析儀(簡稱測氫儀)不僅檢出限高(5×10-9L)， 觀測精度高， 而且長期穩(wěn)定性好， 測量范圍大(0.05～1000 μL/L)， 適合于在臺站作為地震前兆觀測儀器推廣應用。

二氧化碳(CO2)也是映震較靈敏的氣體， 其大氣中的濃度相對穩(wěn)定(300～400 ppm)， 且斷層帶釋放出的氣體濃度值明顯偏大， 加上斷層帶CO2的夏高冬低的年變規(guī)律清楚等特點， 利于異常的識別。 CO2的觀測， 以往主要依賴質(zhì)譜計與CO2測定管。 前者技術(shù)復雜， 不宜臺站推廣應用， 后者只能定時測定每日的累計釋放量， 且受人工操作的影響較大。 近幾年， 多家廠商都在研發(fā)適用于臺站連續(xù)自動觀測用的儀器， 目前趨于成熟的儀器有河北科技大學研發(fā)的RZW-3A型二氧化碳測量儀， 此外， 杭州超距科技有限公司與吉林大學等單位也正在研發(fā)新型高精度大量程二氧化碳測量儀。 這些儀器都有望一二年內(nèi)得到實用化。

氡(Rn)與汞(Hg)是地震地下流體觀測的傳統(tǒng)測項， 經(jīng)數(shù)字化之后已在全國臺網(wǎng)的地下水逸出氣觀測中得到一定規(guī)模的推廣應用。 現(xiàn)有的SD-3A型數(shù)字測氡儀與RG-BQZ型數(shù)字測汞儀， 也可用于斷層氣觀測， 但這些儀器多已老化， 缺乏后期技術(shù)服務。 針對這種情況， 南昌貝谷科技有限公司(Begood)成功研發(fā)出BG-2015R型測氡儀， 杭州超距科技有限公司已成功研發(fā)并開始推廣應用ATG-6138M型測汞儀， 這類新研發(fā)出的儀器為把測氡測汞技術(shù)應用到斷層氣觀測提供了技術(shù)保障。

綜上所述， 斷層氣成網(wǎng)觀測的技術(shù)已趨于成熟， 有望在未來的斷層氣觀測網(wǎng)中開展有規(guī)模的H2、 CO2、 Rn、 Hg等測項的觀測。

3.6 觀測模式

斷層氣觀測網(wǎng)中可選用定點連續(xù)觀測與定點定時流動觀測相結(jié)合的觀測模式， 以定點連續(xù)觀測為主。 定點連續(xù)觀測， 根據(jù)各地的實際情況， 尤其是根據(jù)經(jīng)費投入， 可采用由少到多的發(fā)展模式， 統(tǒng)一規(guī)劃下選若干個固定連續(xù)觀測點， 然后根據(jù)震情變化與經(jīng)費投入逐年增加觀測點數(shù)量， 最終實現(xiàn)完全滿足捕捉一定震級源兆的觀測需求。 定點定時流動觀測， 指在建好的固定觀測點上定期流動觀測， 其數(shù)量隨定點連續(xù)觀測點數(shù)量的增多可逐年減少。 然而， 當震情緊急時也可在原規(guī)劃的網(wǎng)內(nèi)可加建臨時觀測點， 提高觀測網(wǎng)密度， 把擬監(jiān)測的地震震級降低。 當然， 在一個觀測網(wǎng)中， 無論是定點連續(xù)觀測點還是定點定時流動觀測點的數(shù)量， 依需求與能力及觀測效果等可隨時做調(diào)整， 不僅可增加， 也可以減少。

一個觀測孔中的觀測項目可多可少， 一般以2～3項為宜。 當然， 必要時進行輔助測項的觀測， 如集氣腔內(nèi)溫度與濕度觀測等。

4 認識與討論

通過上述思考， 提出如下幾點認識：

(1) 我國現(xiàn)有的地震地下流體觀測臺網(wǎng)， 雖在地震監(jiān)測與預測實踐中發(fā)揮著重要作用， 但其地震前兆捕捉能力低， 且捕捉到的異常多屬于場兆， 很難為地震三要素預測提供有效的依據(jù)。

(2) 斷層氣具有質(zhì)量輕， 遷移能力強， 映震靈敏， 特別是其異常多屬短臨異常， 因此， 可作為突破地震短臨預測科學難關(guān)的測項， 有必要進行成網(wǎng)觀測。

(3) 斷層氣成網(wǎng)觀測的科學目標是捕捉源兆， 探索地震短臨預測的新途徑， 提升我國地震預測與防震減災的能力。

(4) 斷層氣觀測網(wǎng)布設(shè)在未來地震危險區(qū)內(nèi)， 觀測點應布設(shè)在孕震斷裂帶上， 觀測點的密度要依監(jiān)測的地震強度而定， 如6級地震的源兆監(jiān)測區(qū)觀測點間距可控制在50 km左右。

(5) 觀測孔的設(shè)計與施工， 應結(jié)合觀測區(qū)的地質(zhì)與水文地質(zhì)條件， 要合理、 科學。

(6) 觀測項目可選H2、 CO2、 Rn、 Hg， 以H2為首選測項。

(7) 觀測模式可遵循一孔多項觀測及定點連續(xù)觀測與定點定時流動觀測相結(jié)合的方式。

斷層氣觀測， 尚處于試驗觀測與研究階段， 上述認識僅依現(xiàn)有理論與實踐而提出， 難免具有一定的局限性， 尚需進一步檢驗、 修正與完善。

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A thought on the establishment of the fault gas monitoring network——Further discussion on searching new approaches to the short/imminent earthquake prediction

Che Yongtai1)， Yu Jinzi1)， Chen Qifeng2)， Deng Yang3)， Li Jiye3)

1) Institute of Geology， China Earthquake Administration， Beijing 100029 ， China 2) Liaocheng Water Chemistry Station， Earthquake Administration of Shandong Province，Shandong Liaocheng 252000， China 3) Seismic Monitoring Centre， Earthquake Administration of Heilongjiang Province，Harbin 150090， China

China has the largest and first class seismic subsurface fluid monitoring network in terms of the monitoring effectiveness in the world. However， the results of the seismic monitoring in the past decades indicated that its monitoring effectiveness is very limited. Majority of the precursors recorded belong to field precursors which were caused by the regional tectonic activities during the seismogeny of the earthquake. Very few of them are source precursors which come directly from the epicenter of the earthquake. Therefore， it is very difficult to use this monitoring network to make an accurate and meaningful prediction of the three key elements of the earthquake. In light of the current situation， the author proposes to continue to adjust， improve and optimize the existing monitoring network， at the meantime， to establish a new fault gas monitoring network. The paper further discusses the objective， layout， locations， test hole constructions， parameter and equipment selections and monitoring models of the monitoring network， and provides some specific suggestions.

fault gas; monitoring network; short/imminent earthquake rediction

2016-07-18； 采用日期： 2016-08-09。

P315.7；

A；

10.3969/j.issn.0235-4975.2016.12.004

※通訊作者： 車用太， e-mail: che@ies.ac.cn。