中條山斷裂斷層氫的初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果

范雪芳 李自紅 王向陽 黃春玲 劉國俊

1）山西省地震局，太原 030021

2）山西省夏縣地震臺，山西夏縣 044000

目前地震短臨預(yù)測還是世界性難題，沒有特別有效的觀測手段和觀測儀器可以預(yù)測地震的發(fā)生。尋找預(yù)報(bào)地震的靈敏手段并對其開展有效觀測是地震預(yù)報(bào)的一項(xiàng)重要和持久的任務(wù)。近年來，由于經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各種開采（地下水、采礦、溫泉開發(fā)等）對我們現(xiàn)有的觀測都產(chǎn)生了極大的干擾，各省都面臨井水位持續(xù)下降、自流井、泉點(diǎn)斷流等情況，導(dǎo)致正進(jìn)行觀測的測項(xiàng)如水位、水氡、氣氡、水溫等無法進(jìn)行觀測，或者這些干擾嚴(yán)重影響我們對觀測資料的分析識別，這種現(xiàn)狀持續(xù)下去將直接導(dǎo)致我們無法開展地震預(yù)測工作，如何避開地下水開采影響？是擺在地下流體學(xué)科當(dāng)前的主要任務(wù)，因此我們需要開展新的抗干擾的觀測技術(shù)途徑和觀測手段。

山西地震帶南部連續(xù)幾年一直在全國會商會上確定為值得注意的地區(qū)，存在發(fā)生5級左右地震的可能。特別是2009年3月28日原平4.2級地震以來，山西帶先后發(fā)生2010年11月5日陜西高陵4.4級地震，2010年1月24日河津4.8級地震，2010年4月4日大同-陽高4.5級地震，2010年6月5日太原陽曲4.6級地震和2011年3月7日五寨4.2級地震，充分說明了山西帶發(fā)生中強(qiáng)地震的危險(xiǎn)性進(jìn)一步加強(qiáng)，因此，在中條山山前斷裂帶進(jìn)行斷層氣實(shí)驗(yàn)研究，捕捉異常信息是非常必要的。

2010年河津地震后，在中條山山前斷裂使用杭州超距科技有限公司研制的《ATG6118H痕量氫在線自動分析儀》，由于靈敏度高，操作便捷，無人值守，取得了連續(xù)觀測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，2012年在中條山山前斷裂布設(shè)斷層氫氣測點(diǎn)，形成小的觀測網(wǎng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分析斷層氫氣的變化與附近地震活動的關(guān)系。得到如下認(rèn)識：

（1）通過對比試驗(yàn)，儀器穩(wěn)定性好，靈敏度高，比一般儀器提高 106倍；且可以記錄到連續(xù)數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免了人為干擾因素，實(shí)現(xiàn)了人工模擬觀測向數(shù)字化的過渡。由于斷層氣各組分能很靈敏地反映地下溫度和壓力的變化，該儀器可同時(shí)記錄到氣溫、氣壓變化。

（2）根據(jù)連續(xù)觀測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在斷層位置鉆不同深度孔集氣，測量結(jié)果相差不大甚至相同，說明粘土封閉性好，觀測深度對氫含量影響不大。

（3）根據(jù)氫含量變化與地震活動的關(guān)系，地震前斷層氫氣的異常特征是高值突跳，異常幅度大，背景值的10-20倍，且異常重現(xiàn)性比較好。

（4）觀測點(diǎn)的布設(shè)不受地域和井泉條件的限制，尤其對缺少水井和井孔條件差的地區(qū)只要有活動斷裂即可；其次在觀測條件上不像其他水化學(xué)觀測項(xiàng)目那樣易受地下水的來源補(bǔ)給，水位(或流量)、化學(xué)成分及井泉口裝置的限制，人工操作，試劑污染。與地下水物理量觀測相比，地下水?dāng)y帶有多種信息，但干擾成份多，而斷層氣信息單一，幾乎沒有其他干擾因素。斷層氣氫干擾小，背景值比較穩(wěn)定。