祁连山断裂带中东段断层土壤气氡浓度强度时空分布特征及其地震危险性分析

基于祁连山断裂带中东段9个观测点2016—2021年的土壤气体氡浓度观测数据,深入分析其浓度强度时空分布特征。同时结合历史大震背景、现今地震活动与断裂带滑动速率的对比分析,从地球化学的角度对祁连山断裂带中东段进行地震危险区段判定。研究表明:祁连山断裂中东段土壤气体氡浓度强度的空间分布特征为东强西弱,其时间序列变化特征总体呈下降趋势;断层土壤气氡浓度强度的空间分布特征、历史及现今地震活动和断裂滑动速率具有较好的耦合性。研究结论可以提供研究区深部地下流体活动的证据,对进一步研究追踪未来可能发生地震的断层和活动段具有重要意义。

膨润土负载纳米铁去除地下水中六价铬研究

随着人民生活水平的提高和城市化进程的加快,有机污染物及重金属高强度场地污染对人类健康、生态环境及社会安全构成了严重威胁。地下水中的重金属Cr(Ⅵ)污染逐渐受到重视,纳米零价铁可以有效地将六价铬还原成三价铬,使其沉淀固定下来,从而将污染源区的污染物消减固定,防止其向周围扩散。然而由于纳米铁颗粒微小,易被氧化,极易团聚,自身活性受到限制,因此,纳米铁的分散性、稳定性、良好活性研究至关重要。采用低成本环境友好型粘土矿膨润土作为负载材料制备膨润土负载纳米铁(B-NZVI),批实验和柱实验研究B-NZVI去除模拟地下水中Cr(Ⅵ)。结果表明:(1)自制的膨润土负载纳米铁个体呈球形,呈分散状负载于膨润土;(2)相同铁含量的B-NZVI处理Cr(Ⅵ)的效率远大于纳米铁,还原反应符合伪一级反应动力学模型,表观速率常数K随着B-NZVI初始浓度的减小而减小;(3)B-NZVI在石英砂柱中基本无迁移,适用于点源污染,Cr(Ⅵ)穿透曲线为B-NZVI的实际应用提供了理论和实验基础。

西秦岭北缘断裂带深部气体地球化学特征与断层形变空间分布相关性研究

断裂带气体地球化学特征与形变特征之间的相关关系是建立具有物理预报思路断层气流动观测网络布设的重要课题。选择有大量温泉出露点且形变较剧烈的西秦岭北缘断裂带为研究对象,对跨断层形变测量场地进行断层土壤气剖面重合布设及现场测量,重点研究断层气分段性特征与断层形变、地震活动性特征耦合关系,探讨利用多种方法开展断裂带强震危险性分析的可能性。结果表明:断裂带土壤气地球化学特征和断层水准形变特征的分布具有良好相关关系,二者对比结果同时显示出西秦岭北缘断裂带中东段——武山段断层活动性相对活跃,渭源—漳县段次之,天水段断层相对闭锁的特征;且武山和甘谷走滑拉分区因流体活动的影响以中小地震活动为主,天水段和漳县段西部及与武山段交汇的盘古川地区,流体活动较弱,应变速率较小,存在孕育强震的可能。

岷县漳县6.6级地震后申都乡地窖宏观异常现象及其机理探讨

2013年7月22日甘肃岷县漳县M_s6.6地震后岷县申都乡某地窖出现冒白色烟雾的宏观异常现象。本文通过土壤气Rn、Hg现场检测和采样后气相色谱检测、生物显微镜观察结果,探讨了气体来源、赋存和运移机理以及异常形成的物理化学机制。认为该点具有灵敏的断层活动响应,可作为今后开展断层活动及未来甘东南地震趋势预测判定的断层土壤气监测点进行长期监测。

CO2气体在地震孕育与发生过程中的作用及其机理研究

通过甘东南地震危险区地震宏观异常观测实例分析,系统研究CO2气体在地震构造活动过程中的地球化学演化过程,以及发生的一系列酸碱平衡和氧化还原化学反应。结果表明地下深部CO2气体不仅是其他微量气体Rn等向地表方向运移的载体,而且参与酸碱平衡和氧化还原反应,是地下深部生物化学反应的重要影响条件,地震前兆及宏观异常现象的发生常伴随着CO2的异常变化。因此CO2气体可以作为良好的示踪气体,在地震前兆观测及重大异常落实中尤其要重视对其进行监测。

气体地球化学在活动构造研究中的应用

活动断裂带及火山附近有地下气体逸出%近年来,通过气体检测手段的更新进步,使得利用气体地球化学性质研究活动构造情况有了进一步的发展%本文概述了对活动构造有指示作用的气体组分浓度、气体同位素、气体还原性等地球化学特性以及近年来主要气体地球化学手段在活动构造研究中的应用,探讨了该领域的发展现状和存在问题,并对其应用前景进行了展望,认为活动构造中的气体可用于构造活动性的判定和监测,具有快速、经济&直观等特点%但在研究过程中气体与地质构造及应力场的耦合问题应该做进一步研究。

西秦岭北缘断裂带断层气浓度空间分布特征与强震危险性分析

以西秦岭北缘断裂带不同段断层气Hg、Rn浓度空间分布特征分析为基础、通过对历史大震背景、现今地震活动影像以及b值空间分布特征的对比分析,从地球化学的角度,对西秦岭北缘断裂带不同段落的活动习性进行深入探讨,并识别出该断裂带潜在大震危险区段。可为未来地震趋势判定及震情跟踪提供重要的基础资料。

GMT绘图软件汉字库配置技术应用研究

从GMT软件有关文字标注函数的参数设置方法入手,剖析了postscript文件与GMT及Ghostscript之间的纽带关系,重点阐述了windows系统下GMT汉库配置的关键技术与注意事项,并用实例演示了GMT灵活显示汉字的方法与具体步骤。对广大GMT中文用户具有重要的参考价值。

合作市隐伏断层控制性地球化学探测场地试验

近年来在城市活断层探测中广泛开展了土壤气探测的工作。本文在合作市周边地区选择2个位于西秦岭北缘断裂西段具有典型断层露头的甘加、黄香沟场地开展了现场土壤气汞、氡浓度测试。主要结论有:(1)断层带存在明显汞、氡浓度异常,曲线的峰值能够很好地对应断层位置,而且其曲线形态能够较好的反映出断层性质与几何形态;(2)异常段上方氡、汞的峰值异常一般比背景值高出1.5倍以上,且具有成组特征(即在断层带上方超过背景值1.5倍以上的点2个以上),并具有典型正弓形曲线形态;(3)合作市地处草原,地表覆盖层匀一、稳定,外界干扰较小,植被覆盖好,不仅有利于土壤气汞、氡浓度地球化学方法进行隐伏断裂的控制性探测,同时也有利于对已知断裂活动性时空变化特征进行跟踪探测研究。

广义海原断裂带断层气地球化学特征与地震活动性关系对比研究

根据广义海原断裂带断层气汞、氡浓度现场测量结果,对该断裂带不同段断层气浓度空间分布特征以及整体分布趋势进行深入分析,结合该区历史大震背景、现今地震活动性以及地震时空分布特征及b值空间扫描,深入探讨断层气分布特征与地震活动性之间的关系。研究表明,该断裂带断层气浓度强度分段性明显,与地震活动性存在较好的对应关系。研究结果可为该断裂地震危险性分析提供现今深部流体地球化学活动方面的证据,也为今后地震中长期预报提供重要基础资料。

高精度地形图的Matlab与GMT联合开发研究

高精度地形图解译能够给出大量地质信息,用GMT软件绘制高精度地形图是地学研究者从事研究、成果交流与发表高质量论文的必要手段,但目前的地形数据格式不能直接应用,因此搭建一个平台,使其视窗化是一个亟待解决的问题。本文基于Matlab开发了GMT视窗化平台,为广大科研人员提供帮助。

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。

黄河阶地特征与地震动参数的相关性研究

在分析已有资料的基础上划分了兰州盆地与建设工程分布密切相关的T0、T1、T2、T3和T4级黄河阶地,建立201个土层地震反应模型。通过一维等效线性化计算和反应谱分析,得出兰州盆地沉积阶地50年超越概率10%地表地震动参数,分析阶地高度和vS≤500m/s覆盖层厚度特征与地震动参数峰值加速度Am和加速度反应谱特征周期Tg的相关性。表明兰州盆地T0~T2阶地覆盖层厚度与50年超越概率10%Am呈正相关,T3及以上阶地覆盖层厚度对Am增大有明显的减小作用。Tg值随T0~T3阶地覆盖层厚度的增加而变大,当覆盖层厚度进一步变大,Tg值不再同步增大,阶地覆盖层厚度对Tg的影响是有限的,阶地海拔高度与地表50年超越概率10%地震动参数没有关系。

基于孕震物理模式的断层气流动监测网络布设技术

为了解决我国地震地下流体流动监测网络布设中目前存在的一些问题,以"坚固体孕震模式"为理论基础,以西秦岭北缘断裂带为研究对象,通过高密度地下流体背景值探测,结合地壳垂直形变特征以及地震活动性特征,寻找区域活动断裂带流体与形变以及地震活动的耦合段及断层气响应的灵敏点,综合判断断裂带活动分段性。断层形变、地震活动与地下流体活动有着良好的对应性与耦合关系,震源区均表现为"断层闭锁区"特性,发震地点都显示出一种相对平静的状态。基于以上研究,形成从活动断裂带—"坚固体"闭锁段—近震区前兆场地的追踪思路,规划具有一定物理预报思想的标准化断层气流动观测方案,并建立研究区域观测网络的雏形。这对今后全国地震重点危险区流体流动监测台网布设提供技术思路,并为我国地震预报、震情跟踪及防震减灾工作提供重要依据。

基于地震孕震物理模式的地下流体前兆空间分布特征分析

地震预报是一门观测科学,所使用的观测资料是研究的基础,观测资料不仅需要有明确的可研究的科学意义,还需要在时空上连续可靠,形成一种场的前兆信息。利用地表自由逸出气体和溶解于水及吸附于土壤中气体浓度变化来监测预报地震是当前国内外广泛采用的地震预报方法之一,因此,对于地下流体地震前兆的研究应该有一种科学的新的思维。

某高层建筑消能减震设计及阻尼器优化

将参数化建模的方法引入减震结构的分析与设计中,通过预设目标和迭代优化计算,以天水市某高层住宅消能减震结构为例,寻找最优的阻尼器布置方案。为评估和验证该消能减震结构的抗震性能,分别采用Perform 3D和ETABS等软件分析结构在多遇和罕遇地震作用下的结构响应,分析结果表明:小震作用下,消能减震结构的楼层位移、层间位移角、楼层弯矩及楼层剪力均减小6.5%以上,达到了设计要求;大震作用下,结构框架柱、框架梁、剪力墙和阻尼器能够满足既定的性能要求,层间位移角满足规范限值,能够达到“大震不倒”的设计目标,研究结果为实际工程预设减震目标和阻尼器优化布置提供参考。

标准年动态曲线形态分析方法在地震地下流体氡数据处理中的应用

台站观测数据主要包含台站固有信息与前兆信息,对前兆信息的准确识别和提取,是提高运用氡观测站开展地震活动监测预测有效性的关键环节.采用标准年动态曲线形态分析方法,对甘肃省内8个地下流体台站的水(气)氡异常信息进行统计分析,给出8个地下流体台站水(气)氡的前兆异常映震能力与空间响应特征.研究表明,标准年动态曲线形态分析方法是识别地下水(气)氡前兆短临异常信息的有效方法,有望在地下流体前兆数据分析及异常落实工作中发挥重要的技术支撑作用.

断裂带土壤气测量方法在断层活动性研究中的应用——以嘉峪关断层为例

为了判断甘肃省嘉峪关断层监测点气氡浓度2015年6月以来的高值异常变化是否反映了嘉峪关断层活动的增强,本文基于土壤气跨断层分布规律,应用跨断层测量方法,通过多组分相关性分析及理论建模,综合分析了嘉峪关断层监测点气氡浓度高值异常变化与断层活动的关系。结果显示:监测点断层气中氡浓度快速增加期间,CO2、CH4和H2的浓度没有增加,气氡与CO2、CH4浓度的变化不具正相关关系,表明监测点增加的氡气来源深部较浅,不代表断层活动的增强。监测点两侧跨断层测量结果表明,地表环境未改变一侧的氡气浓度符合断层气分布规律,地表环境发生改变一侧的氡气浓度不符合断层气分布规律,并且地表环境的改变时间与监测点气氡浓度异常变化时间同步。因此监测点气氡浓度的高值异常是由地表环境的改变引起的,嘉峪关断层的活动并没有增强。该方法为用断裂带土壤气体测量方法研究断层活动性的可靠性提供了思路。

近场水位、水温同震响应特征及对地震的预测

为了掌握MS7以下强震近场流体的同震变化特征,以岷县漳县M S6.6地震为例,分析震中300 km范围内数字化水位和水温的同震变化特征及与未来4级以上地震发震区域的关系,结果显示:MS7以下强震引起的水位、水温同震相对变化幅度不大,且持续时间短,形态以突跳型变化为主;同震变化的相对幅度在空间上没有显著的差异;同震变化的初始方向在空间上具有四象限分布特征,且与震源机制解的四个区域配套;同震变化初始方向向上台站集中的区域与未来4级以上地震的发生区域有关。由于震级偏低的地震相对于MS7以上地震其发生频率高,且近场研究范围较小,因此其在未来地震的预测上具有更加重要的意义。

判识水氡地震前兆的方法——以甘肃清水温泉水氡异常为例

地震前兆异常性质的准确判断是提高地震预测水平的前提。据国内外相关统计,真正具有地震预测意义的地震前兆异常数量十分有限。因此,厘清震前异常与地震的关系对今后异常识别意义重大。2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前4个月,甘肃清水温泉水氡出现大幅波动异常变化。为了判断这次异常与九寨沟地震的关系,在异常持续期间,通过抽水实验、水化学组分以及氢氧同位素组成分析,并结合九寨沟地震发震构造以及其他前兆异常空间分布特征,对水氡异常成因机理进行了深入分析。结果表明:对于水氡与水位的变化关系,实验与实际观测结果一致,都呈正相关变化;实验中水氡变化幅度与实际观测的相当;水化学组分以及氢氧同位素测试结果显示清水温泉水氡异常期间,来自地壳深部的流体并未增加;清水温泉区其他前兆没有出现明显的短期异常变化;在空间上清水温泉与九寨沟地震震源区被两条深大断裂隔开。因此,清水温泉水氡大幅异常变化并非九寨沟地震的短期前兆异常,而是企业抽水开始时间、持续时间以及用水量不固定引起的。该实例为地震前流体前兆异常性质的准确判定提供了更为可靠的方法和思路。