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《汶川8_0级地震氡观测值震后效应特征初步分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第29卷第1期地震Vol.29,No.12009年1月EARTHQUAKEJan.,2009汶川8.0级地震氡观测值震后效应3特征初步分析1,21,2刘耀炜,任宏微(1.中国地震局地壳应力研究所,北京100085;2.中国地震局地下流体动力学实验室,北京100085)摘要:文中收集了2008年5月12日的四川汶川8.0级地震放射性同位素氡的观测资料,初步分析了汶川地震氡观测值震后效应的特征。结果表明,氡震后效应的观测点大多沿着地震破裂带分布即在震源北侧的北东向与南侧的南北向,变化以阶变上升型为主,而且部分观测点发生了可能与氡射气浓度相
2、关的水位或流量同步变化。截止到2008年10月,大部分产生震后效应的观测点已经恢复到原来测值状态,但仍有少部分测点保持震后变化的的高值或低值,甚至有的测点继续上升。对氡震后效应的初步统计分析结果,肯定了氡射气具有对地震波响应的特点,也提出了研究地球化学组分变化与含水层动力过程的关系等问题,这有利于氡的地震前兆机理的研究。关键词:汶川地震;氡;震后效应;机理解释中图分类号:P315.7文献标识码:A文章编号:100023274(2009)0120121211引言氡作为地下流体映震敏感组分,是地震科学研究中观测时间最长、研究最广泛的地下流
3、体测项之一。1944年在日本西南海岸发生的8.3级地震,震前Hatuda观察到氡的突[1]变,引发了科学家开展氡与地震之间关系的研究。此后,在前苏联、中国、日本、美国、欧洲等许多国家和地区开展了氡观测和地震预测以及构造活动的研究,并积累了大量资[2～7]料。长期的观测结果表明,氡等流体地球化学组分存在显著的震前异常变化。但大震发生所产生的地震波作用对氡值有如何影响,目前国内外尚未见研究报道,而这种地震波的动力加载作用以及氡的地震响应研究,是揭示氡对应力2应变响应能力的主要技术途径之一,因此研究氡的震后效应具有重要的科学意义。在以往研究
4、水文地球化学地震前兆异常机理中,为了揭示动力加载作用与观测值之间可能的动力学关系,国内外均进行了多次地震水文地球化学方面的野外爆破试验和室内岩[8,9]石实验研究。这些试验结果表明,历次爆破中氡都有不同程度的变化,就是说岩层在受3收稿日期:2008211206;修改回日期:2008211226作者简介:刘耀炜(19572),男,河南洛阳人,研究员,主要从事地下流体动力学及地震预测等研究。122地震29卷[10]到爆破引起的冲击波作用时,试验观测项目中氡射气是比较灵敏的观测项目。罗光伟[11]等在实验室曾对不同类型花岗岩进行了低频振动实
5、验,发现当频率在0.2～0.05Hz,振幅为2.5～4.0mm时,岩石的氡射气量成倍增加。由于地震波的频率为10～0.01Hz,所以实验也证明地震波振动引起氡射气浓度的升高,产生氡的震后效应是具有物理基础的。2008年5月12日四川汶川8.0级地震,中国大陆地下流体观测网记录到显著的地下水位、地下水微温度场以及水文地球化学组分的同震以及震后变化现象。其中,氡表现出明显震后效应。这种观测事实表明,氡这类放射性气体,对地震波的加载作用引起的含水层受力变化及其水2岩反应等过程具有灵敏的响应。本文通过对这些震后效应特征的初步分析,旨在为氡地震
6、前兆异常机理研究提供重要的观测事实。1氡的特征与观测技术氡是一种放射性惰性气体,由铀、镭(U,Th)经过系列衰变产生。自然界中有3种放219220222222射性氡同位素:Rn、Rn和Rn。其中,Rn半衰期最长,为3.825d,地震监测中主要222是以Rn为观测对象。氡能溶于水和有机质,在地质环境中除以气态方式迁移外还以溶解态伴随地下水和土壤水迁移。氡化学性质稳定,具有很强的迁移能力,作为一种映震灵敏组分广泛应用于地震监测中。目前我国地下流体观测网采用两种测氡技术,即自动连续采样观测和人工取样观测。前者称为数字化气氡观测,后者称为模拟
7、水氡观测。数字化气氡测量是用利用脱气2集气装置,将井(泉)水、土壤中的气体送入测氡仪器,通过ZnS(Ag)探测器进行测定,观测仪器为SD23A型测氡仪,测量精度0.1Bq/L。模拟水氡是通过负压鼓泡脱气方式将水中的溶解氡送入ZnS(Ag)探测器或电离室,用闪烁法或电离法进行氡浓度测定,测氡仪为FD2125氡钍分析仪或FD2105K(105)电离式氡分析仪,测量精度0.1Bq/L。气氡和水氡的区别主要表现在以下几个方面:①取样方式和数据采集率不同,气氡观测是仪器自动采样,测定水中逸出氡和溶解氡的总浓度,数据采样率是每小时观测一个值;水氡
8、观测是人工取样,主要测定水中溶解氡含量,采样率是每日观测一个值;②气氡[12,13]值与水氡值在同一个观测点含量的绝对值有所差别,根据对不同测点的对比观测,同一个测点的气氡值大于水氡值;③气氡和水氡在地下水中运移速率不同
