在地震地下流体研究中,区别地下水是受浅层物质补给还是受深部介质活动的影响,是异常核实的主要任务。氢氧稳定同位素技术能够有效地识别地下水的来源与补给过程。文中概述了氢氧稳定同位素方法在地下水异常核实应用中的基本原理、水样采集和测试技术,列举了应用氢氧稳定同位素技术研究井水位升高和水质浑浊异常现象的实例,就氢氧稳定同位素用于核实地下水水位、水温、化学组分和宏观异常进行了简要讨论。该方法的广泛使用,有助于识别地下水异常的构造与非构造影响因素。
氢气作为1种灵敏的指标能够指示断裂活动过程。文中基于长期全时段的断裂带土壤气高精度氢观测资料,根据测量值的分布范围对资料的可靠性进行了评价,通过氢浓度映震评估,认为氢浓度与地震活动有一定的对应关系,给出了异常判定指标。并结合氢浓度异常特征对测点周围350km范围内的有感地震进行了分析,重点分析了2010年10月24日和2011年3月8日在河南太康分别发生MS4.6和MS4.1地震前1周左右震中距330km的山西夏县土壤高精度氢浓度观测到的相似异常变化,其变化特征表现为“突升-转折下降-地震-恢复背景值”,变化幅度达正常背景值的20多倍。认为断层氢浓度异常变化与地震所处的构造位置有关,在同一地点发生的2次相似地震,断层氢浓度出现相似变化,异常重现性好。高精度断层氢浓度观测是短临预报的1种有效手段,可为地震重点危险区开展短临跟踪研究提供参考。
基于川滇地区前兆台网资料, 结合异常现场核实工作结果, 对鲁甸6.5级地震前的地下流体异常现象进行了总结。遵循地震分析预报的基本思路, 按照长期、中期、短期趋势异常、临震异常和宏观异常阐述了鲁甸6.5级地震前地下流体典型异常现象。结果表明, 长期和中期趋势背景异常主要出现在距震中300~500km范围, 短期趋势和临震及宏观异常集中于震中区100km范围内。这种流体异常特征反映了在较高密度的观测点区域, 可以观测到流体活动加剧的前兆现象, 有利于判定地震危险区和短期阶段跟踪分析。区域应力加载作用可能引起的断裂带裂隙的开启与闭合, 导致温泉和井水温、深部气体与承压井水位的持续变化;水岩反应加剧和地下水混合作用增强, 使地下水离子组分浓度发生变化, 甚至导致显著宏观异常。在一定密度的前兆观测地区, 能够获取用于判定地震危险性的前兆信息。
利用重力、浅层地震和高密度电阻率法物探工作成果,由深及浅垂向上 "接力拼接"的方式,结合钻探等手段,把夏垫断裂带分解为基岩断裂带和第四纪断裂带2个部分进行研究,结果表明: 1)夏垫断裂带的基岩断裂带由主干断裂和次级断裂构成。其北段(马坊—西集一带)较窄,由2条主干断裂构成。其南段(西集—凤河营一带)较宽,由3条主干断裂构成。 2)第四纪断裂带是基岩断裂带向上延伸的部分,是断裂带最新活动的直观表现,并受控于基岩断裂带。夏垫第四纪断裂带同样由主干和次级断裂构成,北段(马坊—西集一带)由2条主干断裂和分布于北端尾部次级断裂构成,与基岩断裂带一一对应关系较好。2条主干断裂产状差异较大,最新活动时间均为全新世。而南段(西集—凤河营一带)断裂分布不连续,很难分清主次断裂,同基岩断裂带的对应关系较差,推测为基岩断裂中夏垫断裂的活动。这些主、次级断裂产状均较为陡立,最新活动时间为晚更新世晚期—全新世早期。 3)夏垫断裂带内上、下两盘全新世沉积底界垂向累积位错量为1.7~4.8m,晚、中、早更新世以来则分别为6~26m、26~167m和44~330m,其中最大累积位错量位于夏垫地区,向南、北逐渐减小。4)以张家湾断裂为界把夏垫断裂带划分为南、北2段。北段第四纪活动性强,中强震及微小地震时有发生,而南段第四纪活动性弱,仅发生微小地震。