地震地质 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (3): 622-637.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.03.002
蒋雨函1)(), 王子思2), 刘佳琪2), 梁卉3), 周启超1,4), 高小其1),*()
收稿日期:
2022-12-30
修回日期:
2023-03-21
出版日期:
2023-06-20
发布日期:
2023-07-18
通讯作者:
* 高小其, 男, 1966年生, 研究员, 主要从事地震地下流体和地球化学研究工作, E-mail: 作者简介:
蒋雨函, 女, 1994年生, 2020年于中国地震局地壳应力研究所获固体地球物理学专业硕士学位, 研究实习员, 主要从事地下流体和地球化学等研究, E-mail: jiangyh19@126.com。
基金资助:
JIANG Yu-han1)(), WANG Zi-si2), LIU Jia-qi2), LIANG Hui3), ZHOU Qi-chao1,4), GAO Xiao-qi1),*()
Received:
2022-12-30
Revised:
2023-03-21
Online:
2023-06-20
Published:
2023-07-18
摘要:
中国地震断裂带氢气观测的分析手段主要有气相色谱仪和数字化高精度测氢仪2种。文中基于这2种不同分析手段及大量震例, 整理了地震断裂带氢气观测的研究进展。断裂带地壳逸出氢气的浓度在地震前几个月或几天内呈几倍、 几十倍甚至百倍的异常升高, 与地震有良好的对应关系, 是重要的地震短临预报指标。文中总结了地壳逸出氢气形成的3种机理: 地下应力改变导致地下裂隙连通使氢气逸出、 岩石发生水岩反应生成氢气及温度梯度致使氢气逸出; 进而对比分析了不同观测点氢气浓度的其他影响因素, 对于不同的地质和气候条件, 影响因素所起作用大小也不同。断裂带地壳中逸出氢气的地球化学特征是很好的地震短临预报参考指标。
蒋雨函, 王子思, 刘佳琪, 梁卉, 周启超, 高小其. 中国地震断裂带氢气观测研究现状[J]. 地震地质, 2023, 45(3): 622-637.
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图 2 北京光华井在宁河6.9级地震前的氢气浓度曲线(据石慧馨等, 1980)
Fig. 2 Hydrogen concentration curve of Guanghua well in Beijing before the Ninghe magnitude 6.9 earthquake(after SHI Hui-xin et al., 1980).
图 3 1996年5月3日包头西地震前后夏垫观测点的氢气浓度曲线
Fig. 3 Hydrogen concentration curve at Xiadian observation point before and after the west Baotou earthquake on May 3, 1996.
序号 | 异常开始 日期 | 异常结束 日期 | 最大异常 幅度/% | 异常持续 时间/d | 对应地震 | 震中距 /km | 异常开始 距发震/d | 异常结束 距发震/d |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2006-01-28 | 2006-05-26 | 0.035 | 119 | 2006-11-23乌苏M5.1 | 330 | 300 | 181 |
2 | 2007-04-25 | 2007-04-26 | 0.0332 | 2 | 2007-07-20特克斯M5.9 | 440 | 87 | 85 |
3 | 2011-05-10 | 2011-06-11 | 0.055 | 32 | 2011-06-08托克逊M5.3 | 105 | 29 | -3 |
4 | 2011-11-23 | 2011-12-02 | 0.047 | 10 | 2012-01-08和硕M5.0 | 189 | 47 | 37 |
5 | 2011-07 | 2011-09 | 0.060 | 92 | 2011-11-01尼勒克M6.0 | 420 | 124 | 32 |
6 | 2012-05-18 | 2012-06-18 | 0.068 | 31 | 2012-06-15轮台M5.4 | 240 | 28 | -3 |
7 | 2012-05-17 | 2012-06-29 | 0.068 | 42 | 2012-06-30新源M6.6 | 240 | 43 | 1 |
8 | 2013-06-27 | 2013-08-23 | 0.034 | 58 | 2013-08-30乌鲁木齐M5.1 | 6 | 65 | 7 |
9 | 2014-07 | 2014-08 | 0.043 | 62 | 2015-02-22沙湾M5.0 | 160 | 237 | 175 |
10 | 2015-05-13 | 2015-09-24 | 0.052 | 135 | 2015-06-25托克逊M5.4 | 242 | 43 | -92 |
11 | 2016-06-01 | 2016-10-11 | 0.13 | 132 | 2016-12-08呼图壁M6.2 | 102 | 189 | 57 |
12 | 2017-07-28 | 2017-10-08 | 0.18 | 73 | 2017-08-09精河M6.6 | 383 | 13 | -60 |
表 1 新04泉氢气震例
Table 1 Earthquake examples of hydrogen concentration variation in No.04 spring in Xinjiang
序号 | 异常开始 日期 | 异常结束 日期 | 最大异常 幅度/% | 异常持续 时间/d | 对应地震 | 震中距 /km | 异常开始 距发震/d | 异常结束 距发震/d |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2006-01-28 | 2006-05-26 | 0.035 | 119 | 2006-11-23乌苏M5.1 | 330 | 300 | 181 |
2 | 2007-04-25 | 2007-04-26 | 0.0332 | 2 | 2007-07-20特克斯M5.9 | 440 | 87 | 85 |
3 | 2011-05-10 | 2011-06-11 | 0.055 | 32 | 2011-06-08托克逊M5.3 | 105 | 29 | -3 |
4 | 2011-11-23 | 2011-12-02 | 0.047 | 10 | 2012-01-08和硕M5.0 | 189 | 47 | 37 |
5 | 2011-07 | 2011-09 | 0.060 | 92 | 2011-11-01尼勒克M6.0 | 420 | 124 | 32 |
6 | 2012-05-18 | 2012-06-18 | 0.068 | 31 | 2012-06-15轮台M5.4 | 240 | 28 | -3 |
7 | 2012-05-17 | 2012-06-29 | 0.068 | 42 | 2012-06-30新源M6.6 | 240 | 43 | 1 |
8 | 2013-06-27 | 2013-08-23 | 0.034 | 58 | 2013-08-30乌鲁木齐M5.1 | 6 | 65 | 7 |
9 | 2014-07 | 2014-08 | 0.043 | 62 | 2015-02-22沙湾M5.0 | 160 | 237 | 175 |
10 | 2015-05-13 | 2015-09-24 | 0.052 | 135 | 2015-06-25托克逊M5.4 | 242 | 43 | -92 |
11 | 2016-06-01 | 2016-10-11 | 0.13 | 132 | 2016-12-08呼图壁M6.2 | 102 | 189 | 57 |
12 | 2017-07-28 | 2017-10-08 | 0.18 | 73 | 2017-08-09精河M6.6 | 383 | 13 | -60 |
浓度高值时间范围 | 浓度最高值/10-6 | 距发震时间/d | 地震 |
---|---|---|---|
2013-11-27—2013-12-22 | 4.513 | 2 | 柯坪MS5.3 |
2014-06-29—2014-08-16 | 3.049 | 1 | 麦盖提MS5.1 |
2014-06-29—2014-08-16 | 3.049 | 157 | 阿图什MS5.0 |
2016-05-24—2016-08-14 | 3.085 | ||
2017-08-30—2017-11-16 | 4.475 | 14 | 库车MS5.7 |
2018-06-26—2018-12-28 | 3.954 | 84 | 阿图什MS5.1 |
2019-05-24—2019-10-15 | 5.475 | 62 | 乌什MS5.0 |
2019-11-28—2019-12-02 | 4.859 | 51 | 库车MS5.6 |
2020-04-12—2020-04-19 | 4.416 | 27 | 柯坪MS5.2 |
表 2 阿克苏观测点的氢气浓度震例(据李娜等, 2022修改)
Table 2 Earthquake examples of hydrogen concentration variation at Aksu observation point(after LI Na et al., 2022)
浓度高值时间范围 | 浓度最高值/10-6 | 距发震时间/d | 地震 |
---|---|---|---|
2013-11-27—2013-12-22 | 4.513 | 2 | 柯坪MS5.3 |
2014-06-29—2014-08-16 | 3.049 | 1 | 麦盖提MS5.1 |
2014-06-29—2014-08-16 | 3.049 | 157 | 阿图什MS5.0 |
2016-05-24—2016-08-14 | 3.085 | ||
2017-08-30—2017-11-16 | 4.475 | 14 | 库车MS5.7 |
2018-06-26—2018-12-28 | 3.954 | 84 | 阿图什MS5.1 |
2019-05-24—2019-10-15 | 5.475 | 62 | 乌什MS5.0 |
2019-11-28—2019-12-02 | 4.859 | 51 | 库车MS5.6 |
2020-04-12—2020-04-19 | 4.416 | 27 | 柯坪MS5.2 |
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