龙门山断裂带温泉水文地球化学特征

对地震活动强烈地区进行水文地球化学监测可以很好地获取与地震相关的深部流体地球化学信息。通过研究龙门山断裂带及其周围13个温泉及观测井的水文地球化学特征,建立该断裂带温泉水文循环模型,揭示其水化学变化与地震活动的关系。结果表明:(1)龙门山断裂带温泉水主要来自其周围0.8～3.2 km高山的大气降水;(2)温泉水化学类型沿龙门山断裂从北到南、从西到东依次为重碳酸型、硫酸型、氯化物型,温泉水的循环深度、水岩反应程度及微量元素富集因子不断增加;(3)在汶川M_S8.0地震、芦山M_S7.0地震发生后,震中距200 km以内的温泉的离子组分呈下降趋势,这可能是在震后愈合过程中,龙门山断裂内部渗透性减弱、水岩反应程度衰减所致。     

地震活动期小汤山温泉的水文地球化学效应

本文介绍了自1987年5月开始观测以来,小汤山温泉溶解H_2、CH_4及电导率在地震活动期的变化特征,并对小汤山(以下统称为井)的映震能力进行了初步讨论。     

大凉山断裂带温泉水文地球化学特征

2010—2021年对大凉山断裂带10个温泉开展采样,测定了15个水样中的常量元素和氢氧同位素,进行温泉水文地球化学特征研究,建立了温泉水文地球化学循环模型。研究结果表明：(1)δD、δ¹⁸O的测量值分别为-86.8%～-100.54%和-11.7%～-13.7%,分布于大气降水线附近,表明大凉山断裂带温泉水主要为大气降水补给,其补给高程为2.1～2.5 km;(2)温泉水化学类型主要有HCO₃-Ca·Mg、SO₄·HCO₃-Ca·Mg、HCO₃-Ca、HCO₃-Na·Ca、HCO₃-Na和SO₄·HCO₃-Ca;(3)主量元素来自碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的水-岩反应;(4)Na-K-Mg三角图表明该区温泉水样均为未成熟水;(5)运用硅-焓模型图解法得到该区热储温度为105.9℃～203℃,冷水混入比例约为68%～86%,其循环深度为1.9～3.9 km;(6)循环深度越深,地震活动性越强。     

下关塘子铺温泉的水文地球化学特征

下关塘子铺温泉自1970年开展水氡观测以来,水氡的前兆异常特征较为明显,对应过多次强烈地震,也成功的预报过一些地震。通过18年的观测实践,证明下关塘子铺温泉是地震观测工作中的一个灵敏点。 为探讨其灵敏原因,近年来围绕温泉、沿西洱河断层普查了一批水点,其中有4个温泉、2个冷泉、地表水两处。测定了水氡、水温、常规水质及溶解气体。企图从水文地球化学特征入手,初步探讨温泉水氡的机理,并进而探讨水氡前兆灵敏性的原因。     

岷江断裂带北段温泉流体地球化学特征

温泉流体地球化学方法是研究活动断裂带深浅部流体耦合变化的有利手段。通过对2011年6月至2018年7月岷江断裂带内的7个采样点进行了7次系统的调查,测定了16个气体样品中的³He/⁴He和δ¹³C_CO2以及27个水样中的常量元素、微量元素和稳定同位素（δD、δ¹⁸O）,得出以下结论：①岷江断裂带温泉水化学类型主要分为Ca-HCO₃、Mg-HCO₃、Ca·Mg-HCO₃、Mg·Ca-HCO₃四种;②δD、δ¹⁸O的测量结果表明岷江断裂带温泉水主要为大气降水的补给,补给高程为3.4～4.5km;③温泉水中SiO₂含量为2.49～5.92mg/L,热储温度为26.00～52.22℃,循环深度为1.17～2.67km;④Na-K-Mg三角图表明岷江断裂带温泉水均为未成熟水;⑤岷江断裂带温泉水中除B、Sr、Ba外,微量元素的富集因子均小于1,说明微量元素含量较低,主要来自于岷江断裂带的灰岩;⑥幔源和壳源之间的混合作用为控制He-C系统和He-Sr系统的主要因素,且研究结果表明³He/⁴He变化范围为0.02 Ra～0.68Ra（Ra为大气中³He/⁴He的比值,为1.39×10^-6）,温泉水逸出气体中幔源He贡献率变化范围为0.07%～7.8%,表明温泉气体中的He主要来自壳源,岷江断裂带内温泉水逸出气中的CO₂主要来自地壳中的灰岩（75.00%～99.47%）。2017年发生了九寨沟M_S7.0地震,研究发现地震前后温泉水地球化学特征有明显变化,但幔源He较低,表明无明显幔源He增加。因此,根据岷江断裂带温泉流体地球化学数据以及相关研究资料,建立了岷江断裂带深浅部流体耦合模型,对于今后判定岷江断裂带未来中强地震的短临前兆流体异常具有一定的参考意义。     

2020年新疆伽师MS6.4地震前后伽师地区温泉水文地球化学特征

对2018—2019年新疆伽师地区9个温泉的主量元素、微量元素、氢氧同位素、Sr同位素含量以及SiO₂含量进行了采样测试,并于2019年9月—2020年7月对其中2个温泉的水化学变化进行监测,分析2020年新疆伽师M_S6.4地震前后研究区温泉水化学组分和同位素组成的变化。结果表明：（1）研究区温泉可以划分为9种水化学类型,主要受蒸发盐岩的溶解作用控制,其次是碳酸盐岩及硅酸盐岩风化溶解作用;（2）氢氧同位素测试表明温泉水主要来源于周围6 km高山的冰川融水与大气降水,水-岩化学反应平衡特征表明乌恰泥火山、因干、塔合曼和阿合其温泉循环深度较深,水-岩反应程度高,而其它温泉的循环深度较浅,存在浅部冷水混入;（3）利用温标法估算该地区温泉的热储温度为17℃～82℃,循环深度约为0.6～3.2 km;（4）因干温泉及塔合曼温泉的常量及微量元素浓度在伽师M_S6.4地震前9～19 d有明显的异常,其异常幅度达到平均值的15%左右。     

中国火山温泉气体地球化学特征及其在火山监测中的应用

中国火山温泉主要分布在吉林长白山、云南腾冲和黑龙江五大连池等火山区。这些火山虽然处于休眠状态,但大面积的温泉分布指示着岩浆房存在的可能性。本文总结了前人研究成果,分析了中国主要火山区温泉气体地球化学特征,并探讨了温泉气体在火山监测中的应用。长白山、腾冲和五大连池火山区温泉气体地球化学性质类似,都以CO₂为主要气体,含量在80%以上,最高可达99%以上,其它气体组分包括CH₄、N₂、O₂、SO₂、H₂S、He和H₂等。长白山火山温泉气体中氦同位素比值（3He/4He）最高,约为4—6R_A,CO₂中碳同位素比值（δ13C）为-7.9‰—-1.3‰,CH₄中碳同位素为-48.0‰—-28.7‰;腾冲火山温泉气体氦同位素比值为3—5.5R_A,CO₂中的碳同位素为-6.49‰—-2.07‰,CH₄中碳同位素为-23.5‰—-9.3‰;五大连池火山温泉气体氦同位素比值约为3R_A,CO₂中的碳同位素比值为-9.6‰—-3.1‰,CH₄中碳同位素为-47.2‰—-44.4‰。3个火山区的温泉气体均显示地幔来源的岩浆气体特征,并在上升运移过程中受地壳或古俯冲物质的影响。     

冀中地区氟的水文地球化学特征及其与地震关系的研究

本文研究了冀中地区氟的水文地球化学特征。结果表明,基岩地下水中氟的含量与地下水温度和二氟化碳含量呈正相关趋势,说明除高氟的火山岩地区外,它们是影响地下水中氟含量的主要因素。由于氟与钙能形成难溶化合物氟化钙,因此地下水中钙离子的含量能制约水中氟的增加,只有低钙高钠的地下水才有利于氟离子在水中的富集。最后指出地震孕育过程有可能引起地下水中氟含量的变化,并列举了在某些地震前浅牛_6等井氟出现的可能的前兆变化。     

甘肃东南地区温泉流体地球化学特征

根据氢、 氧、 氦同位素与水化学组分资料, 讨论了甘肃东南地区温泉水的来源、 地球化学变化及其与2008年汶川M_S8.0地震的关系。 测定结果表明: 样品的溶解性固体总量(TDS)范围为241.7~2 372.1 mg/L。 采集的7处温泉(通渭汤池河温泉、 清水地震台、 天水地震台、 武山地震台、 武山22号井、 成县地震台、 武都地震台)水样可归为四种化学类型: Na·Ca-SO₄、 Ca·Mg-SO₄、 Na-HCO₃·SO₄、 Ca·Mg-SO₄·HCO₃。 地下热水的化学类型与裂隙深度和围岩的岩性有关, 离子浓度和断裂深度基本成正相关。 通渭汤池河温泉和武都地震台的δ18O和δD值分别在-11.4‰ ~ -7.6‰和-85.7‰ ~ -57.1‰的范围内, 通渭汤池河温泉和武都地震台中³He/⁴He的值分别为0.4×10^-7和12.7×10^-7。 氢、 氧、 氦同位素组成特征表明温泉水源于大气降水, 在循环过程中经历了水岩反应, 且可能有地表水的混入。 2008年汶川M_S8.0地震发生后, 研究区域内温泉水中K⁺、 Ca²⁺含量总体上升, SO^2-₄、 Cl^-含量总体下降, Na⁺含量变化不明显; 热水循环深度受地震影响发生变化。 本文确定了甘肃东南地区温泉来源、 水化学类型成因及其与汶川M_S8.0地震的关系。     

太原4.3级和灵石4.4级地震前后的重力场变化

研究了１９９３年６月２６日和１９９４年４月２６日相继在太原和灵石发生的Ｍｓ４．３和Ｍｓ４．４地震前后的重力场变化。指出，这２次地震前后，晋中南地区重力场均有明显的趋势性异常，并结合该区地壳深浅构造等资料分析，认为今后一个时期，晋中南地区具有发生中强地震的可能。     

2020年新疆于田MS6.4地震温泉水文地球化学异常特征研究

2020年6月26日新疆于田县发生M_S6.4地震, 地震发生前后对震中80 km内的两个温泉在2019年9月至2020年10月的水文地球化学的变化特征进行了研究, 结果表明: ①温泉水的来源为其周围昆仑山的冰川融水, ②克孜勒沙衣温泉补给高程6 km, 水化学类型为Na-HCO₃、 部分平衡水、 温泉循环深度达到1.7 km左右, 其主要气体组分为N₂, 幔源氦占10.6%。 ③乌什开布隆温泉补给高程为3.1 km, Ca·Na-HCO₃·SO₄型, 未成熟水, 可能与浅层冷水发生了混合作用, 循环深度仅达到0.5 km, 该温泉的水化学组分对周围的地震活动有明显的异常响应, 伽师M_S6.4地震前, 区域应力的不断加载使断裂带内裂隙发生明显变化, 从而温泉流体行为发生变化, 使乌什开布隆温泉的离子浓度小幅度上升, 且Cl^-含量在于田M_S6.4地震后16天突增。 因此, 对乌什开布隆温泉及克孜勒沙衣温泉的流体地球化学特征进行连续监测, 可以为未来阿尔金断裂及西昆仑断裂的交会区地震危险性提供有效判断指标。     

大型变电站厂址的地震地质条件研究——四川省石棉地区变电站遴选实例

地震灾害对工程场地的影响主要体现在3个方面，一是地震断层直接造成地面的断错：二是强烈的地面地震动；三是地震引起的地质灾害如滑坡、泥石流或砂土液化等。本文结合在四川省石棉地区大型变电站厂址的遴选实例，说明详细研究厂址附近断层的活动习性及其空间分布位置是研究大型变电站厂址地震地质条件的关键性因素。     

离子色谱法测定夏县温泉水中阴离子含量

利用离子色谱法对水中常见的7种阴离子进行定性和定量的分析,在既定的条件下,分别建立校正曲线法(外标法)及单点校正法模板,并对温泉水样校正分析。结果显示,外标法测得离子数据较为平稳,相对偏差均小于5%,适用于观测温泉水中其含量的变化。     

Research on the Seismic-Geological Conditions for a Large Transformer Substation——A Case Study in the Shimian Region, Sichuan Province

A seismic-geological disaster can obviously affect an engineering site in three aspects:the first is ground faulting caused by the earthquake;the second is strong ground motion;the third is geological disasters such as landslides,mud-rock flows and liquefaction.Through the case study of selection of the huge transformer substation in the Shimian region of Sichuan Province,this paper proposes that the activity pattern and spatial distribution of faults near the site are crucial factors for evaluating the seismic-geological conditions for the location of huge transformer substations.     

天水及其南北地区温泉分布的地质—地球物理特征

根据天水及其南北地区温泉分布众多的现象,从分析地质、地球物理场着手,探讨温泉形成的区域与深部地质构造背景以及热缘机制。区内近南北向隐伏断裂发育,中酸性侵入岩、碱性玄武喷发岩构成近南北向岩浆构造带;在深部软流圈埋深变浅,岩石圈减薄、上地幔热物质上涌引起莫霍面上隆;中地壳低速、高导层同步出现;地表热流值增高,温泉呈网格状分布。该区温泉是甘肃省隆起断裂对流型地热资源有利开发地段。     

Earthquake-related Changes in Groundwater Levels at the Dogo Hot Spring,Japan

The Dogo hot spring, situated in Matsuyama City, Ehime Prefecture, Japan, is one of the oldest and most famous hot springs in Japan. The groundwater level or discharge at the spring decreased four times during the past eight or nine Nankai earthquakes. These are large interplate earthquakes that have occurred repeatedly in the western part of the Nankai Trough at intervals of 100–200 years since A.D. 684. To clarify the mechanism of these earthquake-related changes in the water level at the spring, we analyzed groundwater-level data recorded at the spring immediately after the 1946 Nankai earthquake and over the period from 1985 to 2006. We detected the other nine postseismic increases in groundwater level and no decreases, except for a large decrease of 11.4 m related to the 1946 Nankai earthquake. The increases were probably caused by ground-shaking, while the decrease was caused by a change in coseismic volumetric strain. These results lead to the following explanation of the recorded earthquake-related changes in the groundwater level at the Dogo hot spring. Both coseismic changes in volumetric strain and ground-shaking can lead to postseismic changes in groundwater pressure. The increase in groundwater pressure arising from ground-shaking is generally greater than the change in pressure associated with changes in coseismic volumetric strain; however, at the time of the Nankai earthquakes, the spring experiences a large increase in coseismic volumetric strain, leading to a considerably larger decrease in the groundwater level than the increase associated with ground-shaking. Therefore, the groundwater level at the Dogo hot spring usually increases at times of relatively large earthquakes, although the groundwater level or discharge decreases in the case of the Nankai earthquakes.     

基于Matlab的断裂带温泉水地球化学特征及地震活动性研究

基于Matlab开发出地下流体分析软件,对比分析了甘肃西秦岭北缘的武山、街子和清水温泉水化学组分特征;初步分析了温泉水水质类型、补给来源、水-岩平衡状态以及循环深度,并讨论了温泉水深循环对地震活动性的影响.研究表明温泉水均为大气降水成因,其水化特征受围岩的控制作用;清水温泉水的成熟度没有武山和街子温泉水高.地下水循环深度较浅的武山温泉和街子温泉水化类型属于Na-HCO3·SO4·Cl,所处断裂的地震活动频繁;地下水循环深度较深的清水温泉水化类型属于Na-SO4·Cl,所处断裂的地震活动性弱.