文中在系统介绍中国泥火山主要分布及研究进展的基础上, 对不同地区泥火山喷出物的物理和地球化学特征进行了分析。结果表明, 中国泥火山均沿断层或断裂带分布, 主要分布在新疆、西藏和台湾地区, 且各地区泥火山的固体喷出物矿物组分相似(如石英); 液体喷出物含盐度高, 对其进行地球化学分析发现, 泥浆水分别来自于古沉积物孔隙水、深层地下水和海洋沉积孔隙水与大气降水的混合, 分析泥火山泥浆水的来源有助于了解流体上移过程发生的改造作用; 大部分泥火山喷出气体以甲烷为主, 根据碳同位素特征可知, 泥火山喷出气体中CH₄均为有机成因。现有研究结论表明, 地震发生前后泥火山会出现明显异常现象, 对泥火山的长期监测可作为地震预测的依据。

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。

断层土壤气测量是揭示断层性质与断裂活动的重要地球化学方法。文中在新疆北天山2个地震危险区中的博罗科努-阿其克库都克断裂、 库松木契克山前断裂、 独山子-安集海断裂、 霍尔果斯-吐谷鲁断裂、 喀什河断裂、 那拉提断裂等6条断裂带上布设了8条断层土壤气测线, 共进行了6、 7期测量。文中依据多期断层土壤气流动测量结果, 分析了断层土壤气的空间分布特征, 并分别讨论了断裂带活动性及区域地震危险性。结果表明: 1)土壤气组分Rn是研究断裂带分布、 指示断裂破碎位置及判断断层活动性的有效气体, 在库松木契克山前断裂和霍尔果斯-吐谷鲁断裂的测线上, 除断层出露处的测点外, 还存在其他测点出现Rn浓度峰值的现象, 因此这2条断裂带除了断层出露处还存在其他断裂破碎位置。2)在库松木契克山前断裂、 那拉提断裂以及霍尔果斯-吐谷鲁断裂所布设的测线上, Rn浓度的最高值分别为99 802Bq/m³、 80 549Bq/m³、 78 834Bq/m³, 不仅高于其他断裂带测线的Rn浓度值, 还高于新疆呼图壁北断裂的Rn浓度值, 说明上述3条断裂的断层活动性较强。3)北天山温泉-精河地震危险区内小地震频率相对较低, 区域应力积累程度相对较高, 断层活动性强, 更易发生中强震, 存在一定的地震危险性。未来对北天山温泉-精河地震危险区内的断层土壤气体地球化学开展监测与深入研究, 对判断北天山地区的地震危险性具有重要意义。文中的结果可为分析新疆北天山地区断裂带释放气体特征及指导地震台站勘选、 布设和震情跟踪等提供地球化学资料与技术支撑。

乌苏泥火山群位于北天山构造带，由于其处于构造活跃部位，且与地下的连通性较好，其活跃程度与地震活动存在明显的相关性。通过分析乌苏泥火山群历时超过7a的实时宏观监测资料和超过3a的地球化学监测资料，认为在距乌苏泥火山群300km范围内M_S5.0及以上的地震震例中，2011年8月以来的13次地震中有9次地震前泥火山喷涌量的宏观监测数据出现明显的增大异常；2015年7月以来的6次地震中有3次地震前泥火山的地球化学微观监测数据出现明显的异常变化；异常出现的时间点至发震的间隔以中期（6~12个月）为主。2017年8月9日精河M_S6.6地震前，乌苏泥火山群剧烈喷涌，化学组分呈明显的高值异常。艾其沟1号和白杨沟1号泥火山在2017年1月的喷涌量显著增大，艾其沟2号泥火山在震前1个月出现由休眠到活跃、泥浆喷涌量逐渐增大的现象。艾其沟1号泥火山的F^-、SO₄^2-，白杨沟（1号及2号）泥火山的F^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Rn（气）、CH₄、Ar和N₂在震前均出现明显的高值变化；F^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Ar和N₂表现为短期异常，CH₄、Rn（气）表现为中期异常。Giggenbach三角图（Na-K-Mg）显示：白杨沟泥火山的水-岩反应较弱，受外界干扰小；艾其沟泥火山水-岩反应仍在进行，且受到了一定的外界干扰，因此白杨沟泥火山化学组分的地震前兆异常比艾其沟泥火山更明显。利用阳离子（Na-K、K-Mg和Na-K-Ca）地温计估算研究区的热储温度，得到乌苏泥火山群的热储温度约70℃，循环深度约3km。在地震孕育的过程中，受挤压应力（由震源机制判断）作用的影响或地震孕育伴随的区域构造应力集中，导致泥浆携带深部化学组分喷发至地表；孕震区或附近的岩层发生形变，液体循环深度增加，同时加快水-岩反应的速率，使得部分离子组分的浓度增加，挤压作用使大量泥浆携带地球化学组分喷发至地表。因此，在地震前泥火山的喷涌量和部分化学组分表现出明显的异常。

动力加卸载过程中的断层气体运移和富集特征，是评价地下介质受力状态和构造活动程度的重要指标之一。呼图壁地下储气库为研究气体地球化学变化特征与应力应变之间的关系提供了天然的实验场地。呼图壁地下储气库加压存储阶段，土壤气中Rn、CO₂、Hg和H₂浓度的观测结果表明，在非储气库区和断层处，土壤气浓度及变化趋势为背景值特征，可能揭示出断层的活动状态较弱。而在储气库区内观测到了土壤气中H₂和Hg浓度显著升高的现象，最大值分别为5.551×10^-4和53ng/m³，而且H₂和Hg浓度异常的测量位置较为一致。土壤气中Hg、H₂与Rn、CO₂的差异性变化趋势，可能与气体的产生机理和响应机制不同有关。土壤气中H₂和Hg的浓度可反映出地下储气库内的压力变化和裂隙通道，可揭示出储气库注气对断层活动性的影响程度。研究结果为分析呼图壁地下储气库注采气对断层活动性的影响提供了新的依据。

泥火山是特定地质构造及水文地质环境下的一种构造流体地质现象, 泥火山喷发时可以将大量有价值的信息带到地表, 因此, 不少科学家将泥火山称为深度可达12km的 “天赐钻井”。在对新疆北天山地区分布的众多泥火山进行地形地貌、地质-水文地质条件、泥火山堆积物特征调查研究的基础上, 系统分析了温泉、乌苏、艾其沟、独山子、沙湾-霍尔果斯各泥火山喷出物的流体地球化学组成(固体、气体、离子、同位素等), 初步得到了基于地球化学成分特点的泥火山成因; 区域地壳构造应力的不断增强既可以导致地震的孕育和发生, 也可以使泥火山打破原有周期而出现显著活动, 可见二者具有一定的同源关系。

北天山泥火山位于新疆天山北麓山前拗陷带内，均处在背斜褶皱的轴部。在了解泥火山的地质背景、活动现状的基础上，对该区泥火山进行了详细的野外考察，对所采样品进行粒度、显微形貌及成分分析。研究发现：该区域的泥火山样品粒径主要集中在0.3～100μm，平均值相近，分选较差，分布对称性呈极正偏。矿物颗粒以石英、长石为主，基质为黏土矿物，白杨沟和艾其沟样品中均含有铁矿物质。根据上述分析结果对北天山泥火山成因机制进行了初步探讨，认为该区域的泥火山物源相同，泥浆最深来源于下中侏罗统，地层压力以构造活动为主。目前泥火山处于弱活动期，短期内造成较大灾害的可能性很小。

基于1991—2006年间对新疆霍尔果斯泥火山的系统观测,初步发现了泥火山活动与新疆地区中强以上地震的活动具有较好的对应关系,且对预测未来地震的发震时间及震级都有一定的指导意义,如能对泥火山的动态进行长期监测,会得到更加有研究意义的资料;并认为泥火山具有一定的映震性能的原因可能与该泥火山处于中强以上地震活动的近震源区、构造上处于霍尔果斯背斜轴部及泥火山物质来自地层相对深处等有关

新疆魏家沟新05井是一个深2260m的石油探井,自1978-2004年的27年间,发生了9次井喷现象。当井喷发生时,地下水携带大量的天然气和少量的油花、油腊从井中猛烈地喷射出来,水柱喷射的最大高度达10m以上,井喷无明显的周期性特征。依据震例总结的经验,筛选了一批地震,以新05井发生井喷现象后未来半年为限,研究了所筛选的地震与井喷现象的对应关系,发现震中距100km范围内发生5级地震的对应率为33.3%,100～300km范围内5级地震的对应率为零,500km范围内6级地震的对应率为零,1000km范围内大震或强震群的对应率为60.0%。