李 靜，周 賀，陳 志，陸麗娜，杜建國

(1. 防災(zāi)科技學(xué)院，河北 三河 065201；2. 中國石油冀東油田公司，河北 唐山 063000；3. 中國地震局地震預(yù)測研究所 地震預(yù)測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100036；4. 河北省地震動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 廊坊 065201)

0 引言

地球脫氣作用是巖石圈和大氣圈進(jìn)行物質(zhì)能量交換的重要形式。地下氣體作為地殼運(yùn)動(dòng)和地球物理、化學(xué)場變化的產(chǎn)物不僅攜帶了大量地球內(nèi)部的信息，其大量逸出也可能直接改變局部大氣的物理化學(xué)狀態(tài)，產(chǎn)生一定的環(huán)境效應(yīng)(朱宏任，汪成民，1990)?；顒?dòng)斷裂帶是地殼相對(duì)薄弱的地帶，構(gòu)造裂隙的發(fā)育以及斷層活動(dòng)為深部氣體的運(yùn)移提供了通道，是大陸地區(qū)發(fā)生脫氣作用的重要場所之一。

測量斷裂帶附近土壤氣濃度的變化，是研究斷裂脫氣的主要手段，對(duì)探討斷裂活動(dòng)性及開展地震監(jiān)測預(yù)測研究具有一定意義。國內(nèi)已有大量研究表明，斷裂附近土壤氣地球化學(xué)特征與活動(dòng)斷裂的分布、構(gòu)造活動(dòng)性以及區(qū)域地震活動(dòng)密切相關(guān)(周曉成等，2011；蔡仲瓊，2000；盛艷蕊等，2015；王喜龍等，2017)。此外，活動(dòng)斷裂脫出的氣體不僅包括CO2、H2、某些烴類等具有溫室效應(yīng)的氣體，還包括Rn、Hg等有害氣體，這些脫出的氣體會(huì)對(duì)區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，例如Zhou等(2016)通過野外實(shí)測，估算汶川地震破裂帶CO2的排放量為0.57×106t/a，與世界上部分火山及泥火山區(qū)溫室氣體釋放量相當(dāng)(黃華谷等，2011；馬向賢等，2012；郭正府等，2015)；周曉成等(2017a，b)討論了首都圈西北部主要斷裂帶及汶川地震破裂帶土壤氣H2釋放的濃度變化及環(huán)境效應(yīng)；一些學(xué)者(Chenetal，2018；周志華等，2014)研究了首都圈部分?jǐn)嗔褞寥罋釸n釋放造成的環(huán)境影響，提出部分區(qū)域需采取防氡措施。

黃莊—高麗營斷裂、八寶山斷裂和南口山前斷裂是北京市西部3條主要的NE向活動(dòng)斷裂，目前關(guān)于上述3條斷裂脫氣情況及環(huán)境影響的研究鮮見報(bào)道。本文基于這3條斷裂釋放的CO2和Rn的濃度與通量連續(xù)兩期測量結(jié)果，分析了區(qū)域斷裂脫氣特征，并估算了斷裂帶的年脫氣規(guī)模，探討了斷裂帶脫氣對(duì)區(qū)域環(huán)境造成的影響，以期為更好地開展區(qū)域土壤氣監(jiān)測以及區(qū)域地震監(jiān)測及環(huán)境保護(hù)提供參考。

1 地質(zhì)概況

北京市位于華北盆地北緣，大地構(gòu)造上處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)北部，橫跨燕山臺(tái)褶帶和華北斷坳2個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，受燕山運(yùn)動(dòng)影響，區(qū)域內(nèi)斷裂發(fā)育，NE向及NW向斷裂相互交匯，造就了北京“兩隆一凹”(即京西隆起、北京凹陷和大興隆起)地塹式盆地的前第四紀(jì)基底格架(徐倩華，2010)。黃莊—高麗營斷裂、八寶山斷裂和南口山前斷裂是北京市西部3條主要的NE向活動(dòng)斷裂(圖1)，是北京山區(qū)和平原區(qū)的主要分界構(gòu)造(張磊等，2017a；黃秀銘等，1991；劉廣平等，2001)。

圖1 北京西部活動(dòng)斷裂區(qū)域地質(zhì)概況及土壤氣測區(qū)分布Fig.1 Geological structure of the main activefaults and the survey areas for soil gas in western Beijing

黃莊—高麗營斷裂是北京地區(qū)規(guī)模最大的一條NE向斷裂，形成于燕山運(yùn)動(dòng)末期，是北京凹陷和西山隆起的分界構(gòu)造(張磊，2017a)，也是古近紀(jì)以來北京凹陷西界的主控?cái)嗔选嗔驯逼鸨本┟茉莆髀郧f，向南經(jīng)懷柔、高麗營、豐臺(tái)至河北淶水附近，全長約130 km，傾向SE，傾角55°～75°，主要表現(xiàn)為正斷傾滑性質(zhì)(焦青等，2005)。有研究表明該斷裂北段全新世以來存在強(qiáng)烈的蠕滑變形，其北段高麗營地區(qū)產(chǎn)生了地裂縫、地面塌陷、墻體路面開裂等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象(張磊，2017b)。測區(qū)第四紀(jì)沉積物厚度可達(dá)300～500 m，地表覆蓋層以松散的砂質(zhì)及粉砂質(zhì)黏土為主。

八寶山斷裂緊鄰黃莊—高麗營斷裂呈波彎狀展布于北京西山山麓，形成于中侏羅世晚期。斷裂南起淶水，向北東經(jīng)大灰廠、八寶山止于南口孫河斷裂，全長約80 km，屬逆斷層，傾向SE，傾角25°～35°(徐杰等，1992)。斷裂兩側(cè)主要出露有薊縣系霧迷山組灰?guī)r和石炭二疊系砂頁巖，測區(qū)地表覆蓋層以松散砂質(zhì)及砂礫石為主。

南口山前斷裂位于昌平南口山前地帶，是軍都山隆起與京西丘陵平原區(qū)的分界斷裂，形成于燕山運(yùn)動(dòng)早期，燕山早期斷裂為逆沖性質(zhì)，晚期轉(zhuǎn)變?yōu)閺埿哉龜鄬印嗔炎园籽虺墙?jīng)南口村至虎峪一帶，全長約60 km，走向NE，傾向SE，傾角50°～80°(冉洪流等，1996)。斷裂主要發(fā)育在中元古界白云巖、灰?guī)r地層中，測區(qū)地表覆蓋層以砂礫石、粗砂以及粉質(zhì)黏土為主。

2 土壤氣測量方法

為調(diào)查活動(dòng)斷裂脫氣情況，項(xiàng)目組于2017年5月和2018年5月重復(fù)測量了北京西部3條活動(dòng)斷裂的土壤氣CO2和Rn的濃度以及通量，該時(shí)段北京地區(qū)氣溫相對(duì)穩(wěn)定，且降雨少，可有效避免野外測量期間因氣候因素帶來的干擾和影響。在黃莊—高麗營斷裂的西王路(XWL)、八寶山斷裂的大灰廠(DHC)、南口山前斷裂的德勝口(DSK)和檀峪村(TYC)分別設(shè)置了測區(qū)(圖1，表1)，各測區(qū)跨斷裂布置一條測線，測線上布置10～14個(gè)濃度測點(diǎn)，測點(diǎn)間距10～40 m(圖2)。兩期測量中土壤氣濃度測點(diǎn)共計(jì)96個(gè)，通量測點(diǎn)共計(jì)22個(gè)。

表1 土壤氣測區(qū)基本信息及測點(diǎn)數(shù)

圖2 跨斷層測點(diǎn)布置示意圖

本文土壤氣野外流動(dòng)測量方法與Zhou 等(2016)采用的方法相同，在測點(diǎn)處用鋼釬打下直徑30 cm、深度約80 cm的取樣孔，再將空心取樣器插于孔內(nèi)，密封孔口后開始取樣、測量(圖3a)。采用VEGA-GC型便攜式氣相色譜儀測量

CO2濃度，檢測限為2 μL/L，儀器的標(biāo)定誤差為5%；采用RTM2200測氡儀測定Rn濃度，檢測限為7.14 Bq/m3，儀器的標(biāo)定誤差小于10%。濃度測量結(jié)束后，選擇靠近斷裂的2～4個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行土壤氣逸散通量測量，采用靜態(tài)暗箱法(圖3b)(Chiodinietal，1998；Evansetal，2001)。通量箱為半徑20 cm的聚四氟乙烯半球殼，使用GXH-3010便攜式CO2分析儀連續(xù)循環(huán)抽氣測量CO2通量，抽氣時(shí)間30 min，采樣間隔為15 s；使用RAD7測氡儀連續(xù)循環(huán)抽氣1 h測量Rn通量，采樣間隔5 min，儀器與取樣器間裝有干燥管，避免土壤濕度影響。土壤氣通量的計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

圖3 土壤氣濃度(a)和通量(b)測量示意圖

式中：FCO2和FRn分別代表土壤氣CO2和Rn的通量，單位分別為g/(m2·d)和mBq/(m2·s)；ρ為常溫常壓下CO2的標(biāo)準(zhǔn)密度；V0為通量箱體積；P0為箱內(nèi)大氣壓；T0為箱內(nèi)溫度；A0為通量箱底面積；Ps為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；Ts為標(biāo)準(zhǔn)溫度；dC/dt為通量箱內(nèi)氣體濃度的變化率，由野外測量獲得。

3 結(jié)果與討論

3.1 脫氣特征

綜合分析北京市西部兩條活動(dòng)斷裂兩期土壤氣測量結(jié)果見表2。因樣本數(shù)量有限，且各測區(qū)土壤氣數(shù)據(jù)在K-S檢驗(yàn)中均符合正態(tài)分布，因此采用了平均值+n倍標(biāo)準(zhǔn)差的方法確定各測區(qū)土壤氣濃度正異常下界值，高于此異常界的值視為異常值。

表2 研究區(qū)活動(dòng)斷裂土壤氣濃度和通量測量結(jié)果

參考前人研究(李營等，2009；劉永梅等，2016)，并結(jié)合本文測量數(shù)據(jù)，取平均值加1倍標(biāo)準(zhǔn)差作為土壤氣濃度異常界。

綜合各測區(qū)兩期的土壤氣濃度數(shù)據(jù)(以斷裂陡坎處為測線0位置，東側(cè)盤取負(fù)值，西側(cè)盤取正值)可見，西王路測區(qū)所在的黃莊—高麗營斷裂為正斷層，測線剖面上土壤氣濃度異常主要位于斷層上盤(東側(cè)盤)，且CO2和Rn濃度最大值均出現(xiàn)在斷層上盤，空間位置一致；第二期CO2和Rn的濃度均表現(xiàn)出上盤相對(duì)較高、下盤相對(duì)較低的趨勢(圖4a)，推斷其與黃莊—高麗營斷裂傾向SE，上盤為新生代斷陷盆地，其北段張性活動(dòng)明顯，造成斷裂上盤裂隙更為發(fā)育有關(guān)。大灰廠測線剖面上CO2和Rn濃度異常主要集中在-60～0 m斷裂附近，且異常空間位置一致(圖4b)。大灰廠測線所在的八寶山斷裂為傾向SE的逆斷層，因此該區(qū)斷裂的集中破碎帶位于斷裂中央上盤-60～0 m，由于斷裂擠壓作用致使該區(qū)域裂隙更為發(fā)育，連通性好，有利于斷裂內(nèi)部氣體的逸出。得勝口與檀峪村測區(qū)所在的南口山前斷裂為傾向東南的張性正斷層，得勝口測線上Rn和CO2濃度異常出現(xiàn)于斷層中央和上盤，異?？臻g位置不一致；檀峪村測線上Rn和CO2濃度異常出現(xiàn)于斷層中央和下盤，兩條測線上Rn和CO2的濃度異常主要集中于斷裂中央-20～40 m(圖4c，d)，此區(qū)域應(yīng)為斷裂集中破碎地帶。

圖4 各測區(qū)剖面土壤氣濃度分布

從各測區(qū)土壤氣平均濃度可見，西王路測區(qū)土壤氣CO2和Rn平均濃度最高，得勝口測區(qū)最低(圖5a)。各測區(qū)土壤氣CO2和Rn的平均濃度呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)變化趨勢，兩期平均濃度的相關(guān)系數(shù)為0.987(圖5b)，反映了斷裂脫氣過程中土壤氣CO2對(duì)土壤氣Rn的逸出具有明顯的載氣作用，前人研究也表明CO2、CH4等地球內(nèi)部逸出氣體，可作為載氣將地球深部的Rn運(yùn)移至地表，造成土壤氣CO2濃度和Rn濃度相關(guān)性較高(Yangetal，2003；Fuetal，2008；劉永梅等，2016；王喜龍等，2017)。

Rn濃度高低與斷層活動(dòng)性具有密切關(guān)系(Seminsky，Demberdl，2013；Seminsky，Bobrov，2009；楊江等，2019)，本文采用Seminsky和Demberdl(2013)建立的方法計(jì)算了土壤氣Rn相對(duì)指數(shù)KQ：

KQ=Qmax/Qmin

(3)

式中：Qmax為測線剖面上濃度最大值；Qmin為斷層兩盤外側(cè)非異常區(qū)域的濃度最小值。本次計(jì)算綜合了各測區(qū)兩期數(shù)據(jù)，并選取斷裂兩側(cè)±40 m范圍外非異常區(qū)的最小濃度為Qmin，相對(duì)指數(shù)KQ能有效排除巖土放射性、覆蓋層厚度、氣象條件等區(qū)域背景因素的影響，可用于評(píng)價(jià)斷裂構(gòu)造活動(dòng)性，KQ值越大，則斷層的構(gòu)造活動(dòng)性越強(qiáng)(Seminsky，Demberdl，2013；Seminsky，Bobrov，2009)。

由各測區(qū)Rn的KQ值可見(圖5c)，西王路測區(qū)KQ值最大，說明其所在的黃莊高麗營斷裂北段構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)，該地區(qū)確實(shí)存在規(guī)模性、集叢性的地裂縫以及建筑墻體開裂和變形等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。張磊等(2017b)指出黃莊—高麗營北段全新世以來表現(xiàn)出強(qiáng)烈蠕滑變形，垂直活動(dòng)速率較強(qiáng)，斷裂兩盤差異性沉降明顯，斷裂上盤在斷面附近受到牽引力向下拖拽，在縱彎作用下產(chǎn)生張裂，因此誘發(fā)了線性分布的地裂縫、地面塌陷、墻體路面開裂等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，且這些地質(zhì)災(zāi)害均集中發(fā)育在斷裂上盤(即東南側(cè)的下降盤)。因此，西王路測區(qū)斷裂活動(dòng)性強(qiáng)，地裂縫發(fā)育，有利于斷裂內(nèi)部氣體脫出，是導(dǎo)致該測區(qū)土壤氣平均濃度高的主要原因。大灰廠測區(qū)的KQ值低于西王路測區(qū)，說明八寶山斷裂的構(gòu)造活動(dòng)性弱于黃莊—高麗營斷裂，徐杰等(1992)研究也表明新生代黃莊—高麗營斷裂的構(gòu)造活動(dòng)性強(qiáng)于八寶山斷裂，且具有北強(qiáng)南弱的特征。位于同一斷裂帶的得勝口測區(qū)和檀峪村測區(qū)KQ值較小，說明南口山前斷裂構(gòu)造活動(dòng)性相對(duì)最弱，斷裂北部得勝口測區(qū)KQ值與南部檀峪村測區(qū)相比略顯偏高，可能說明斷裂北段活動(dòng)性較南段略強(qiáng)，也呈現(xiàn)出北強(qiáng)南弱的特點(diǎn)，而北部測區(qū)表現(xiàn)出的CO2和Rn濃度偏低，可能由測區(qū)地表礫石出露較多，滲透性強(qiáng)，造成更多地表空氣與土壤氣混合稀釋所致?？傮w而言，研究區(qū)各斷裂的KQ值及土壤氣平均濃度呈現(xiàn)東高西低的趨勢，與前人(王喜龍等，2017；李營等，2009)的研究結(jié)論“首都圈土壤氣濃度整體具有東高西低的變化趨勢”一致，王喜龍等(2017)指出此種變化趨勢可能與首都圈地區(qū)自西向東應(yīng)力水平增高、沉積層厚度增加、地震活動(dòng)逐漸增強(qiáng)等因素有關(guān)。

圖5 各測區(qū)土壤氣平均濃度(a)、CO2與Rn平均濃度相關(guān)性(b)及測區(qū)KQ值(c)

各測區(qū)兩期土壤氣濃度和通量均值相關(guān)性不明顯，與通量測點(diǎn)較少有關(guān)。西王路測區(qū)和檀峪村測區(qū)土壤氣平均通量較高，前者主要與斷裂構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)有關(guān)，后者可能與下伏基巖為碳酸鹽巖或其它背景因素相關(guān)。

3.2 脫氣環(huán)境效應(yīng)

CO2是典型的溫室氣體，能夠吸收地面輻射中的紅外線，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，造成全球變暖(胡祖恒等，2020)，CO2對(duì)增強(qiáng)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率約占溫室氣體的56%(Nakicenovicetal，2000)，因此CO2排放量及其在大氣中的濃度變化一直備受關(guān)注(Joosetal，1999；李楠，2020；劉強(qiáng)等，2005)。土壤是自然界中重要的“碳儲(chǔ)庫”，也是大氣CO2的主要來源之一(Jenkinsonetal，1991；Schlesinger，Andrews，2000)，斷裂帶土壤氣CO2來源包括地球深部脫氣、碳酸鹽巖變質(zhì)作用、有機(jī)質(zhì)分解、土壤生物活動(dòng)及土壤呼吸作用等(Ciotolietal，2007；高程達(dá)，2008)。常溫常壓下CO2密度是空氣的1.5倍，地下脫出或地質(zhì)儲(chǔ)存泄露的CO2在地下空間累積至高濃度時(shí)會(huì)對(duì)人體健康造成危害，工業(yè)衛(wèi)生所接受的CO2安全濃度為0.5%；CO2濃度達(dá)到3%～5%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)氣悶和頭痛感；長期處于CO2濃度高于5%的環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致缺氧性窒息死亡(Metzetal，2005)。Baxter等(1999)按照70 cm處土壤氣CO2濃度將地下空間CO2的風(fēng)險(xiǎn)水平劃分為5個(gè)等級(jí)(表3)，CO2濃度低于5%時(shí)屬于無窒息風(fēng)險(xiǎn)或無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，本文研究區(qū)斷裂CO2脫氣的濃度范圍為0.17%～4.07%，大灰廠、得勝口和檀峪村3個(gè)測區(qū)絕大多數(shù)測點(diǎn)的CO2濃度小于1.5%，屬無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；西王路測區(qū)半數(shù)以上的測點(diǎn)CO2高于1.5%但均小于5%，屬土壤脫氣較弱地區(qū)，地下空間無窒息風(fēng)險(xiǎn)。

表3 土壤氣CO2風(fēng)險(xiǎn)水平分級(jí)(Baxter等，1999)

研究區(qū)斷裂帶CO2通量變化范圍為11.8 ～55.63 g/(m2·d)，明顯高于溫帶干旱區(qū)0～70 cm深土壤剖面CO2通量平均值660.43 μmol/(m2·h)，約0.7 g/(m2·d)(高程達(dá)，2008)，77%的通量值高于華北農(nóng)田土壤CO2通量的峰值20 g/(m2·d)(孟凡橋等，2006)，說明斷裂構(gòu)造的存在有利于土壤內(nèi)部CO2的釋放。用研究區(qū)各條斷裂CO2通量均值乘以估算的活動(dòng)斷裂脫氣面積，計(jì)算得到3條活動(dòng)斷裂脫氣對(duì)大氣CO2的年貢獻(xiàn)量約為0.45×106t(表4)，小于汶川地震破裂帶CO2年釋放量(約0.95×106t)(周曉成等，2017c)，高于騰沖新生代火山區(qū)溫泉CO2年排放通量(約3.58×103t)(成智慧等，2012)，約占中國典型火山區(qū)溫室氣體年貢獻(xiàn)總量(約8.13×106t)(郭正府等，2014)的5.5%，北京地區(qū)有13條第四紀(jì)斷裂帶(玄月，2011)，其向大氣圈排放的溫室氣體總量值得關(guān)注。

表4 研究區(qū)斷裂帶CO2脫氣平均通量和對(duì)大氣的貢獻(xiàn)量

Rn是具有放射性的惰性氣體，其天然放射性同位素包括219Rn、220Rn和222Rn，半衰期分別為3.92 s、54.5 s和3.82 d，前兩者半衰期短，其產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)可忽略，本文土壤Rn測量對(duì)象主要為222Rn。Rn被人體吸入后衰變產(chǎn)生的氡子體(如218Po、214Pb、214Po等)及α粒子可對(duì)人體呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷(程業(yè)勛，2008)，是除吸煙外引發(fā)肺癌的第二大危險(xiǎn)因素(Sheenetal，2016)。土壤Rn是環(huán)境空氣中氡的主要來源(孫凱南等，2004；周曉成等，2007)。土壤Rn主要來源于土壤或巖石中鈾、釷等放射性礦物的衰變，地質(zhì)斷裂構(gòu)造有利于地下深部Rn在載氣作用下遷移至地表(Etiope，Martinelli，2002)。工程地土壤Rn對(duì)建筑物室內(nèi)氡濃度有直接影響，《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50325—2020)規(guī)定，當(dāng)土壤Rn濃度大于20 kBq/m3且小于30 kBq/m3或土壤表面Rn析出率大于50 mBq/(m2·s)且小于100 mBq/(m2·s)時(shí)，應(yīng)采取建筑物底層地面抗開裂措施；當(dāng)土壤Rn濃度不小于30 kBq/m3且小于50 kBq/m3或土壤表面Rn析出率不小于100 mBq/(m2·s)且小于300 mBq/(m2·s)時(shí)，需采取底層地面抗開裂及一級(jí)防水處理；當(dāng)土壤Rn濃度平均值不小于50 kBq/m3或土壤表面Rn析出率平均值不小于300 mBq/(m2·s)時(shí)，應(yīng)采取建筑物綜合防氡措施。

研究區(qū)活動(dòng)斷裂土壤氣Rn濃度為1.22～62.42 kBq/m3，Rn濃度高于20 kBq/m3的測點(diǎn)出現(xiàn)在西王路和大灰廠測區(qū)，大灰廠測區(qū)僅2個(gè)測點(diǎn)Rn濃度高于20 kBq/m3，Rn平均濃度小于20 kBq/m3，可不采取防氡工程措施；西王路測區(qū)64%的測點(diǎn)Rn濃度均高于20 kBq/m3，其附近建筑物應(yīng)采取相應(yīng)的底層地面抗開裂措施，西王路測區(qū)14%的測點(diǎn)Rn濃度高于30 kBq/m3，其附近建筑還需采取一級(jí)防水處理，個(gè)別測點(diǎn)Rn濃度高于50 kBq/m3，其附近建筑應(yīng)采取綜合防氡措施。研究區(qū)斷裂帶Rn通量平均值為39.91 mBq/(m2·s)，略高于全國土壤Rn平均通量范圍(27.7±9.4)mBq/(m2·s)(Zhuoetal，2008)，與唐山斷裂帶土壤Rn平均通量40.58 mBq/(m2·s)相當(dāng)(路暢等，2022)，低于夏墊斷裂帶的土壤Rn平均通量69.12 mBq/(m2·s)(李靜等，2018)。研究區(qū)Rn通量高于100 mBq/(m2·s)的測點(diǎn)出現(xiàn)在西王路和檀峪村測區(qū)，應(yīng)持續(xù)開展對(duì)上述測區(qū)活動(dòng)斷裂附近的土壤Rn調(diào)查。

4 結(jié)論

通過對(duì)北京西部黃莊—高麗營斷裂、八寶山斷裂和南口山前斷裂CO2與Rn脫氣情況進(jìn)行分析和研究，得到以下結(jié)論：

(1)各測區(qū)土壤氣異常主要集中在斷裂上盤或斷裂中央附近，與斷裂內(nèi)部集中破碎帶位置及裂隙發(fā)育情況有關(guān)；黃莊—高麗營斷裂北段的西王路測區(qū)土壤氣濃度平均值、異常界及Rn的KQ值最大，說明該斷裂北段構(gòu)造活動(dòng)性較強(qiáng)；研究區(qū)3條斷裂的土壤氣濃度均值及構(gòu)造活動(dòng)性呈現(xiàn)東高西低的特征，與首都圈土壤氣地球化學(xué)背景場特征一致。

(2)3條斷裂土壤氣CO2濃度均小于5%，其地下空間屬無窒息風(fēng)險(xiǎn)或無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。估算得到3條斷裂脫氣對(duì)大氣CO2的年貢獻(xiàn)量約為0.45×106t，約占中國典型火山區(qū)溫室氣體年貢獻(xiàn)總量的5.5%。

(3)西王路測區(qū)土壤氣Rn平均濃度均高于20 kBq/m3，其附近建筑物應(yīng)采取相應(yīng)的底層地面抗開裂措施。部分測點(diǎn)Rn濃度高于30 kBq/m3及50 kBq/m3，其附近建筑應(yīng)采取防水處理或綜合防氡措施。

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