河南省汤阴地堑南部土壤H2浓度及其与构造关系

采用网格化布点野外流动观测的方法测量了汤阴地堑南部380个点的土壤 H₂ 浓度,分析其空间分布特征及其与构造的关系,并进一步揭示出气体地球化学特征与区域地质构造背景间的联系. 研究结果表明,汤阴地堑南部土壤 H₂ 浓度介于(0．26~175．50)×10^-6,背景均值为(17．25±11．19)×10^-6,异常阈值下限为57．30×10^-6.在空间上,土壤 H₂ 呈现出西低东高的分布特征,受覆盖层厚度和地表沉积特征的影响,低于背景值的测点主要分布于研究区西部.高值异常测点主要集中在研究区东部并沿汤中、汤东断裂带分布,H₂ 浓度等值线高值中心点连线与断裂带走向基本一致,汤西断裂带虽没出现高值异常,但 H₂ 浓度相对高值仍然在断裂带及邻近区域,反映出构造对 H₂ 释放的控制作用.同时,土壤 H₂ 等值线空间分布也显示,在研究区存在一条北东-南西向的 H₂ 浓度高值异常条带,推测存在一条规模较大的隐伏断裂.研究区主要断裂带 H₂ 浓度表现为汤西断裂带显著低于汤中、汤东断裂带,而异常衬度表现为汤西断裂带、汤中断裂带小于汤东断裂带.结合研究区地球物理探测资料分析认为 H₂ 浓度及异常衬度是构造活动背景的反映,部分深部来源的 H₂ 通过深大断裂及有利的深浅构造组合向地表扩散迁移,在地壳浅部与浅源 H₂ 混合,并在断裂带上覆土壤层形成浓度高值异常条带.需进一步开展 H₂ 在汤阴地堑南部构造活动监测中的应用探索.同时也需要对研究区由北东-南西向 H₂ 浓度异常条带而推测出的隐伏断裂开展进一步深入研究.     

汤阴地堑及邻区的壳幔结构与地震危险性

利用菏泽－林县－长治剖面西段和郑州－济南剖面南段深地震测深资料,进行一、二维计算与解释,获得了汤阴地堑及邻区的二维速度结构。结果显示：该区地壳上地幔结构在纵、横向上均具有明显的差异。地壳厚度变化大,局部存在低速块体,对应汤阴地堑为一Ｍ面隆起,隆起高点Ｍ面埋深为３１ｋｍ,向东浚县方向,隆起区Ｍ面逐渐加深到３２ｋｍ,向西太行山前方向,隆起区Ｍ面为一陡变带,至长治附近,Ｍ面埋深增至４０ｋｍ。根据华北地区历史地震与深部结构和构造的相关分析认为,汤阴地堑及邻区可能存在发震危险。     

用地震反射剖面研究汤阴地堑上地壳结构与断裂特征

汤阴地堑位于太行山脉与华北平原的过渡带,是太行山前重要的地质构造单元。为研究汤阴地堑上地壳结构和断裂特征,利用安阳市与新乡市活断层探测获得的深、浅地震反射剖面,结合研究区已有地震、地质资料,对汤阴地堑浅部结构、汤东断裂特征进行分析研究。结果表明,汤阴地堑北部与南部地壳结构差异明显。地堑北部是由汤东断裂控制的半地堑,地堑内反射震相丰富、反射波层组关系清晰,多组新生代、古生代沉积层强反射不整合地覆盖在自西向东倾伏的结晶基底反射T_g上,且随着深度增加,地层倾角增大,显示出明显的多期掀斜运动特征。地堑南部表现为由汤东、汤西断裂共同控制的断陷型地堑,地堑内新近系底界面反射波TN自西向东倾伏,其下为一些横向呈水平或东倾、延续性较短的反射震相。地堑南部与北部不同的反射震相特征表明,测线控制区域内的汤阴地堑沉积环境与运动特征可能有所差异。汤东断裂为走向NE,倾向NW的铲型正断层,汤西断裂为走向NE、倾向SE的正断层,北部中深层地震反射剖面上未发现该断层的存在。     

河南汤阴地堑的地震地质特征与地震危险性

本文论述太行山前地震构造带南段、汤阴地堑的新活动特点,发现只有其南部是地堑,北部是由一条东侧断裂构成的半地堑。而汤阴地堑西侧断裂为断距往北迅速减小以至消失的断层。作者在野外工作结束时曾预测汤阴县西部是由于捩点继续北移而可能发震的一个危险区,并为后来在该处发生的一个3.9级地震所证实。此外,安阳市一带因有一条活动强烈、断面分别倾向南、北的北西西向枢纽断层——安阳断裂横截于南部的汤阴地堑和北部的磁县、临漳诸断裂之间,是应力容易集中、有发震可能的另一危险区,应注意监测     

太行山东缘汤阴地堑地壳结构和活动断裂探测

采用深、浅地震反射和钻孔地质剖面相结合的探测方法,对太行山东缘汤阴地堑的地壳结构和隐伏活动断裂进行了研究.结果表明,该区地壳厚度约36~42 km,莫霍面从华北平原区向太行山下倾伏.汤阴地堑是一个受汤东断裂控制的半地堑构造,其基底面形态与莫霍面展布呈"镜像"关系.汤东断裂是1条继承性的隐伏活动断裂,该断裂向上错断了埋深约20 m的中更新世晚期地层,向下延伸至上地壳底部.综合分析深地震反射和已有深地震宽角反射/折射剖面结果,发现深地震反射剖面上的中-下地壳强反射层和壳幔过渡带反射,与深地震宽角反射/折射剖面上出现的中-下地壳正负速度梯度变化层有着较好的对应关系,这表明本区中-下地壳和壳幔过渡带可能为一系列速度递变层或高低速物质的互变层,埋深约15~16 km的强反射带为上地壳与中-下地壳的转换带,壳幔过渡带的底界为地壳与地幔的分界.研究结果为深入理解该区的深部动力学过程、分析研究深浅构造关系、评价断裂的活动性提供了依据.     

西藏南部地堑构造成因的数值模拟

青藏高原上地壳在印度洋板块的挤压作用下发育出大量断层，因此上地壳的破碎已经从整体上降低了其有效粘滞系数。其所承受的水平向压应力逐渐转移到中、下地壳中。随着应力转移的进行，上地壳和上地幔内σ１可能已转为垂直方向，处于拉张减薄状态，并在藏南地区形成了一系列张性地堑构造。而目前在中、下地壳内σ１可能仍为近南北的水平方向。在印度洋板块的强烈挤压下，该深度范围内柔性的中、下地壳物质仍在垂直方向继续膨胀、增厚，并导致青藏高原的继续抬升。本文利用粘弹性蠕变本构关系的有限元方法模拟了上述设想的可能性。     

汤东活动断裂带土壤H2、Rn地球化学特征

为研究汤东断裂带土壤气体地球化学特征及其所反映的构造地球化学背景, 采用野外监测的方法分析了张河村与邢李庄村两条测线的土壤H₂、 Rn分布特征。 结果表明, 张河村H₂浓度、 Rn活度浓度的分布范围分别为0.24×10^-6～174.7×10^-6、 13.3～69.8 kBq·m^-3, 背景值分别为14.26×10^-6, 24.8 kBq·m^-3。 邢李庄测线H₂浓度、 Rn活度浓度的分布范围11.8×10^-6～67.06×10^-6、 43.6～72.6 kBq·m^-3, 背景值分别为37.13×10^-6、 72.6 kBq·m^-3。 张河村测线在90～105 m处, H₂、 Rn出现强烈高值异常, 而120～150 m处出现高值异常。 异常值位于断裂带附近, H₂、 Rn气体测值对断裂位置具有良好的指示作用。 气体异常主要受汤东活动断裂构造控制, 汤东断裂下方的深大断裂和汤阴地堑中下地壳的低速体对深部气体释放有重要作用。     

唐山断裂带南西段和北东段土壤气Rn和CO2浓度特征

本文通过测量唐山断裂带南西段王兰庄和北东段巍峰山的土壤气Rn和CO₂浓度, 探讨了Rn和CO₂浓度的空间分布特征及其与断裂活动的关系。 测量结果显示, 王兰庄剖面和巍峰山剖面土壤气Rn浓度范围分别为691~57 671 Bq/m³和471~32 739 Bq/m³, CO₂浓度范围分别为0.17%~7.21%和0.08%~1.71%。 两个剖面Rn和CO₂浓度均高于区域背景值, 这与唐山断裂带断层的开放状态有关。 Rn和CO₂释放强度(K_Q)在王兰庄剖面分别为2.90和4.04, 在巍峰山剖面释放强度分别为0.90和0.99。 王兰庄剖面测线中部土壤气浓度明显高于两端, 而巍峰山剖面测线中部与两端浓度平均值相近, 这种浓度空间分布特征的差异主要是断层破碎程度不同所致。 巍峰山剖面土壤气Rn浓度水平较高, 地球物理学研究发现此区域应力值高, 断层活动性较强, 表明土壤气Rn浓度与断层活动性有着密切的关系。     

唐山地区土壤气Rn通量及其与地震活动的关系

使用2021年唐山地区196个测点的土壤气Rn通量数据,结合2010年测量得到的土壤气浓度数据,研究了唐山地区土壤气体Rn通量的地球化学特征及其控制因素。结果表明：（1）土壤气Rn通量范围为0.01～409.31 mBq/（m²·s）,平均值为40.58 mBq/（m²·s）,高值分布在断裂带或断裂带交汇位置;（2）唐山地区土壤气Rn浓度与通量高值空间分布有较好的一致性,在研究区北部,较低的b值与土壤气Rn通量的高值空间对应关系较好;（3） Rn通量测量受环境（地温、气温与海拔）影响较小,并与近期小震活动相关不明显;（4）土壤气Rn通量和浓度与b值的空间分布特征一致,Rn高通量与高浓度对应低b值,表明土壤气Rn脱气强度可能与活动断裂带的高渗透性以及高应力有关。     

Variations in radon activity in the crustal fault zones: Spatial characteristics

The data of the profile gas emanation survey conducted on three spatial scales in separate regions of the Mongolia-Baikal seismic belt are generalized to establish the regularities of the spatially heterogeneous distribution of soil radon activity above the active faults in the Earth’s crust. It is shown that the shapes, sizes, and contrast of the near-fault radon anomalies are complicated by erosion and weathering; however, the critical role in their formation is played by the structural-geological controls, which determine the internal structure and recent activity of the fault zones. As a consequence, the cross-fault shape of the studied radon anomalies is vitally controlled by four structural situations, which correspond to the combinations of the structural type of the fault (localized/distributed) and the presence/absence of the fine filler material in the zone controlled by the fault. The cross-fault dimension of the emanation anomaly is commensurate or slightly larger than the width of the fault zone comprising all the fractures and joints associated with the formation of the main fault, which, due to the low permeability of the tectonites, is in most cases marked by the lowest concentration of soil radon. The contrast of the emanation anomalies, which we suggest to estimate in terms of a relative parameter K _Q , gravitates to certain levels of this parameter. This provides the basis for distinguishing five groups of the fault zones with low (K _Q ≤ 2), moderate (2 < K _Q ≤ 3), increased (3 < K _Q ≤ 5), high (5 < K _Q ≤ 10), and ultrahigh (K _Q > 10) radon activity. The previous studies show that for increasing the efficiency of the emanation survey in the fault zones, it is advisable to set up long profiles, reduce the measurement step in the vicinities of the main faults, specify the threshold of identifying the anomalies at the arithmetic mean level over the profile, and use the relative parameter K _Q for comparing and estimating the faults in terms of the intensity of their radon activity.     

活断层上覆盖层中土壤氡浓度分布的数值模拟

本文利用实测地质剖面建立了活断层上覆盖层中氡迁移的地质-物理模型,根据氡的迁移机理建立了活断层上氡迁移的数学模型,采用有限差分方法求解氡迁移的二维微分方程的数值解,得到了直立活断层,倾斜活断层,地堑活断层,活动断裂带或破碎带上覆盖层中氡浓度的二维断面等值图和横切断层的剖面曲线,分析了氡浓度分布的二维断面特征和剖面曲线特征,它们与氡的迁移机制及活断层调查的实测剖面曲线相符,这些为活断层的调查和进一步反演奠定了理论基础.     

入湖河口湿地四种植物群落类型的土壤氮素空间分布特征

对江苏省溧阳市大溪水库的洙漕河河口湿地中香蒲、水蓼、灯心草和芦苇四种植物生物量、氮含量及植物群落的土壤氮素分布特征进行研究,结果表明:四种植物地上生物量、地上组织氮含量、地下生物量、地下组织氮含量存在显著差异;土壤烧失量(LOI)、总氮(TN)、硝态氮(NO₃^--N)在垂直分布上表现为由表层向下减少的总体分布趋势,铵态氮(NH₄⁺-N)浓度的剖面变化呈现先减少后增加的趋势;四种植物群落土壤氮浓度各不同,但均大于对照,以有机氮为主,说明湿地具有一定的储氮能力;不同的植物群落影响湿地氮素的分布.相关性分析显示,土壤LOI与TN、NO₃^--N和NH₄⁺-N均存在极显著相关性,无机氮构成比例较小,仅为1.41%,表明土壤中的氮素主要以有机氮的形式存在;土壤氮浓度与植物生物量及组织氮含量相关性不大,说明土壤氮形态浓度不仅受到植物生长的影响,同时也可能受到植物根区环境、微生物数量与活性等的影响.     

呼和浩特地区隐伏断层土壤气氡、汞地球化学特征

根据呼和浩特地区隐伏断层土壤气中氡、 汞的浓度, 探讨了断层的气体地球化学特征及其确定隐伏断层的方法。 在呼和浩特地区8条测线上进行了土壤气中氡、 汞浓度野外现场测量, 共2014个测点。 测量结果表明: 土壤气中氡浓度背景值为2238.7～3715.4 Bq/m³, 土壤气汞浓度背景值为21.1～79.4 ng/m³。 在8个地球化学剖面中有7个在断层带上发现了异常, 其土壤气氡、 汞异常强度一般是背景值的1.7～10.3倍。 根据断层带上土壤气氡、 汞异常特征确定了断层的具体位置。 土壤气氡、 汞测量是隐伏断层探测中非常有效的手段。     

Spatial distribution of water mass pollution characteristics in the Barents Sea

Digital databases on 444 stations were used to carry out statistical analysis of regularities in the spatial distribution of Barents Sea water pollution. The analysis was focused on the concentrations in water of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn) and toxic organic compounds: hexachlorocyclohexanes, hexachlorobenzene, chlordans, DDT, polychlorbiphenyls, polycyclic aromatic hydrocarbons, and normal paraffins. The statistical analysis of data on pollutants was carried out along two major directions in their distribution: the vertical—in the surface and bottom water layers; and the horizontal—over water masses. Reliable differences were identified in the pollution level of different water masses of the Barents Sea. The frontal zone was found to concentrate pollution.     

强震前水氡异常台站时空分布非均匀性变化特征

研究了华北地区６级左右强震前水氡观测值异常的时空非均匀分布变化特征。结果表明,在强震前水氡观测异常台站的空间分布非均匀性发生显变化,Ｃｖ值明显的和蔼同过程。这说明,强震前短临地震前兆异常空间分布的非均匀性增强,变得更加不均匀,这可能邮地壳应力场的增强过程。     

地电场数据分析方法在华北地区的应用

应用VAN法、波形分析法、潮汐谐波分析等对华北地区观测资料质量较好的地电场台进行研究,结果表明,华北地区地电场波形日变幅度范围为2.35—11.12 mV/km;VAN法在华北地区有一定的震例对应,如2003年5月22日河北唐山M_L 4.1、2006年7月4日河北文安M_L 5.1、2010年3月6日河北滦县M_L 4.7等地震前河北昌黎地震台都曾记录到地电场异常信号,存在震前地电场SES的场地效应;华北地区岩体裂隙优势方位α角一致性较差,波动范围约为20°。