呼图壁地下储气库土壤气地球化学特征研究
发布时间：2021-06-06 16:38
地震与构造活动能够引起地下气体的释放。断裂带土壤气氡、汞、二氧化碳和氢气等气体被广泛应用于断层活动性与断层结构特征的研究上。目前,探讨介质中压力变化与断层土壤气间的关系是研究断层土壤气的主要技术手段之一。据悉,新疆呼图壁地下储气库自2013年建成以来,一直按照年循环的“注入/采出”模式运行,即在夏季注气,在冬季采气。储气库这一定期加压存储与减压释放气体的变化过程,为研究应力变化引起的土壤气变化问题提供了天然试验场。为此,本论文在呼图壁储气库开展了土壤气定期流动测量与定点连续测量,获取注采气过程中断层、储气库区及周边地区氡、汞、二氧化碳与氢气的气体浓度变化特征。利用与储气库注采气过程相关的气体组分的时空动态特征,结合区域地震地质、地震活动性、形变观测等资料,分析土壤气对重复的应力加卸载条件下的响应特征,其研究结果对气体地球化学在指导地震监测预测实践等具有重要意义。本文分析了储气库在2017年—2019年不同时段里六期土壤气流动测量中土壤气变化特征。研究结果表明,非储气库区土壤气浓度及其变化趋势都属于背景值特征,而储气库区内注气阶段观测到土壤气存在显著升高现象,特别是氢气与气汞,最大值分别...
【文章来源】：中国地震局地壳应力研究所北京市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－丨唐山地区Ｈｅ、Ｈ２浓度的等高线图（据Ｌｉ等，２０Ｉ３）??２．３断层土壤气与地震活动??
６）。??断层土壤气中，Ｈ２被认为是反应断裂活动最灵敏的化学组分之一，因此很多学者??对其进行了研宄，如周晓成等（２０１３）对隐伏断层带土壤气Ｈ２地球化学特征进行??了分析研宄，获得了?Ｈ２浓度背景值并认为该地土壤气Ｈ２浓度异常可能受断层活??动性和倾角的控制，并证实其映震效能好。范雪芳等（２０１６）基于长期全时段断裂??带土壤气高精度氢观测资料进行了对氢浓度的映震效能进行了评估，认为氢浓度??异常变化与地震活动有一定的对应关系，发生在测点周围的５次地震氢浓度均发??生异常变化（如图２－２），并给出了异常判定指标，根据氢浓度高值变化对三级地震??有一定的反应且同一地点两次相似地震断层氢出现相似的变化，异常的重现性好??（河南太康），得出结果高精度断层氢浓度观测是短临预报的？种有效手段。同样??地，新疆阿克苏地区痕量氢进行长期连续观测发现，氢气浓度在测点周围发生的多??次地震前均出现异常变化，该变化属于前兆异常变化，验证了氢气浓度对地震的响??应灵敏。??山柙河津??３．７?河南太康??５?丁?ｉ??Ｅ?４．６?３．３?ＩＶ??＾?★?Ｉ?ＭＩ?Ｉ??§?ｕ?Ｈ??＊?—■?■?＿?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ??９?１０?１１?１２?１?２?３?４?５?６?月??２０１０?年?２０１１?年??图２－２夏县断层氢浓度异常变化与地震活动关系（据范雪芳等，２０１６）??
?第二章断层土壤气地球化学研究进展???乌什??库车?阿图什?５１１１５??５＞?４：７?＂１?５．７／２９２?５．?１／２３６?？?＿??｝平。??＾?阿克陶?Ｉ?ｉ?ｙｉ?ｉ＇１，??卜丨Ｍｉ＃??２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８?２０１９?２０２０??图２－３阿克苏西大桥氢浓度曲线与地震活动关系（高小其，２０２０）??早期研究者认为断层土壤气Ｃ０２、Ｒｎ对地震的短临预报较为有效（王基华等，??１９９８；杜建国等，１９９８；康春丽等，１９９９：?１９９９）。刘耀炜等（２０１５）认为测点周??围应力状态的变化可以在断层气Ｃ０２的浓度变化中反映出来，中强地震孕育过程??中，应力场变化能够导致岩石裂隙的开启、闭合以及重新分布，气体主要通过裂隙??逸出，Ｃ〇２的逸出受到构造活动的微小变化的影响（杨竹转等，２００８；?Ｚｈｏｕ?ｅｔａｌ．，??２０１０；刘耀炜等，２０１５）。这些研究都表明，地震孕育、地球内部过程的同时，土??壤气也在随时发生着变化，通过对土壤气地球化学特征的监测，可以对某个确定区??域的地震危险性进行评估。??２．４断层土壤气的影响因素??一般来说，造成土壤气浓度变化的因素有很多，包括地质构造特征、覆盖层的??性质、气象条件、土壤类型、其他（采样方式等）因素都会对土壤气浓度造成一定??的影响。早期的不少学者对断层土壤气的影响因素进行了研宄（陶淑芬等，１９９２；??杜建国等，１９９８）。??２．４．１地质构造??地质构造具有不均匀性，断层的形式、断层面的宽度、断层活动和破裂的成度、??裂隙发育的状况等，都会在一定程度上造成土壤气浓度的异常。??－
【参考文献】：
期刊论文
[1]2016年新疆呼图壁6.2级地震前b值异常特征研究[J]. 刘子璇,冯建刚,王维桐. 地震工程学报. 2020(01)
[2]呼图壁地下储气库近期垂直位移形变特征研究[J]. 李瑞,陈丽,艾力夏提·玉山,王晓强,方伟,孙小旭,陈述江. 内陆地震. 2019(04)
[3]川西冕宁断层土壤气特征[J]. 张磊,刘耀炜,包创,高小其,苏琴,方震. 环境化学. 2019(04)
[4]2016年12月8日新疆呼图壁MS6.2主震震源机制及余震序列定位[J]. 徐志国,梁姗姗,邹立晔,刘敬光. 地震地质. 2019(01)
[5]蔚县-广灵断裂和口泉断裂气体排放和断裂活动性关系[J]. 赵建明,李营,陈志,刘兆飞,赵荣琦,荣伟健. 地震地质. 2018(06)
[6]2016年新疆呼图壁6.2级地震发震构造[J]. 杨文,程佳,姚琪,崔仁胜,龙海云,韩颜颜. 地震地质. 2018(05)
[7]呼图壁地下储气库构造气体地球化学特征[J]. 张磊,高小其,包创,李静,李旭茂. 地震地质. 2018(05)
[8]呼图壁地下储气库GNSS连续站一致性分析[J]. 陈丽,艾力夏提·玉山,王迪晋,王晓强,苏力坦·玉散. 内陆地震. 2018(03)
[9]温州双溪-焦溪垟断裂土壤Rn和H2地球化学特征[J]. 阚宝祥,钟羽云,沈钰,徐梦林. 大地测量与地球动力学. 2018(08)
[10]川滇地震预报实验场高精度氢观测台阵建设分析[J]. 柯云龙,刘耀炜,张磊,李营,陈志,包创,梁宏,陈学芬,杨耀. 地震. 2018(03)
博士论文
[1]新疆某地衰竭气藏地下储气库地应力特征研究[D]. 曹锡秋.中国地质大学（北京） 2013
[2]汶川Ms 8.0地震后川西地区的气体地球化学[D]. 周晓成.中国科学技术大学 2011
[3]长白山天池火山全新世爆炸喷发的岩浆脱气作用研究[D]. 李霓.中国地震局地质研究所 2007
硕士论文
[1]呼图壁储气库注气能力研究[D]. 洪伟.中国石油大学(北京) 2016
[2]新疆某地下储气库注采周期地表形变监测与数值模拟研究[D]. 刘志成.新疆大学 2015
[3]山西地震带北段断裂带土壤气体地球化学特征[D]. 张冠亚.中国地震局地震预测研究所 2015
本文编号：3214759
【文章来源】：中国地震局地壳应力研究所北京市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－丨唐山地区Ｈｅ、Ｈ２浓度的等高线图（据Ｌｉ等，２０Ｉ３）??２．３断层土壤气与地震活动??
６）。??断层土壤气中，Ｈ２被认为是反应断裂活动最灵敏的化学组分之一，因此很多学者??对其进行了研宄，如周晓成等（２０１３）对隐伏断层带土壤气Ｈ２地球化学特征进行??了分析研宄，获得了?Ｈ２浓度背景值并认为该地土壤气Ｈ２浓度异常可能受断层活??动性和倾角的控制，并证实其映震效能好。范雪芳等（２０１６）基于长期全时段断裂??带土壤气高精度氢观测资料进行了对氢浓度的映震效能进行了评估，认为氢浓度??异常变化与地震活动有一定的对应关系，发生在测点周围的５次地震氢浓度均发??生异常变化（如图２－２），并给出了异常判定指标，根据氢浓度高值变化对三级地震??有一定的反应且同一地点两次相似地震断层氢出现相似的变化，异常的重现性好??（河南太康），得出结果高精度断层氢浓度观测是短临预报的？种有效手段。同样??地，新疆阿克苏地区痕量氢进行长期连续观测发现，氢气浓度在测点周围发生的多??次地震前均出现异常变化，该变化属于前兆异常变化，验证了氢气浓度对地震的响??应灵敏。??山柙河津??３．７?河南太康??５?丁?ｉ??Ｅ?４．６?３．３?ＩＶ??＾?★?Ｉ?ＭＩ?Ｉ??§?ｕ?Ｈ??＊?—■?■?＿?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ??９?１０?１１?１２?１?２?３?４?５?６?月??２０１０?年?２０１１?年??图２－２夏县断层氢浓度异常变化与地震活动关系（据范雪芳等，２０１６）??
?第二章断层土壤气地球化学研究进展???乌什??库车?阿图什?５１１１５??５＞?４：７?＂１?５．７／２９２?５．?１／２３６?？?＿??｝平。??＾?阿克陶?Ｉ?ｉ?ｙｉ?ｉ＇１，??卜丨Ｍｉ＃??２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８?２０１９?２０２０??图２－３阿克苏西大桥氢浓度曲线与地震活动关系（高小其，２０２０）??早期研究者认为断层土壤气Ｃ０２、Ｒｎ对地震的短临预报较为有效（王基华等，??１９９８；杜建国等，１９９８；康春丽等，１９９９：?１９９９）。刘耀炜等（２０１５）认为测点周??围应力状态的变化可以在断层气Ｃ０２的浓度变化中反映出来，中强地震孕育过程??中，应力场变化能够导致岩石裂隙的开启、闭合以及重新分布，气体主要通过裂隙??逸出，Ｃ〇２的逸出受到构造活动的微小变化的影响（杨竹转等，２００８；?Ｚｈｏｕ?ｅｔａｌ．，??２０１０；刘耀炜等，２０１５）。这些研究都表明，地震孕育、地球内部过程的同时，土??壤气也在随时发生着变化，通过对土壤气地球化学特征的监测，可以对某个确定区??域的地震危险性进行评估。??２．４断层土壤气的影响因素??一般来说，造成土壤气浓度变化的因素有很多，包括地质构造特征、覆盖层的??性质、气象条件、土壤类型、其他（采样方式等）因素都会对土壤气浓度造成一定??的影响。早期的不少学者对断层土壤气的影响因素进行了研宄（陶淑芬等，１９９２；??杜建国等，１９９８）。??２．４．１地质构造??地质构造具有不均匀性，断层的形式、断层面的宽度、断层活动和破裂的成度、??裂隙发育的状况等，都会在一定程度上造成土壤气浓度的异常。??－
【参考文献】：
期刊论文
[1]2016年新疆呼图壁6.2级地震前b值异常特征研究[J]. 刘子璇,冯建刚,王维桐. 地震工程学报. 2020(01)
[2]呼图壁地下储气库近期垂直位移形变特征研究[J]. 李瑞,陈丽,艾力夏提·玉山,王晓强,方伟,孙小旭,陈述江. 内陆地震. 2019(04)
[3]川西冕宁断层土壤气特征[J]. 张磊,刘耀炜,包创,高小其,苏琴,方震. 环境化学. 2019(04)
[4]2016年12月8日新疆呼图壁MS6.2主震震源机制及余震序列定位[J]. 徐志国,梁姗姗,邹立晔,刘敬光. 地震地质. 2019(01)
[5]蔚县-广灵断裂和口泉断裂气体排放和断裂活动性关系[J]. 赵建明,李营,陈志,刘兆飞,赵荣琦,荣伟健. 地震地质. 2018(06)
[6]2016年新疆呼图壁6.2级地震发震构造[J]. 杨文,程佳,姚琪,崔仁胜,龙海云,韩颜颜. 地震地质. 2018(05)
[7]呼图壁地下储气库构造气体地球化学特征[J]. 张磊,高小其,包创,李静,李旭茂. 地震地质. 2018(05)
[8]呼图壁地下储气库GNSS连续站一致性分析[J]. 陈丽,艾力夏提·玉山,王迪晋,王晓强,苏力坦·玉散. 内陆地震. 2018(03)
[9]温州双溪-焦溪垟断裂土壤Rn和H2地球化学特征[J]. 阚宝祥,钟羽云,沈钰,徐梦林. 大地测量与地球动力学. 2018(08)
[10]川滇地震预报实验场高精度氢观测台阵建设分析[J]. 柯云龙,刘耀炜,张磊,李营,陈志,包创,梁宏,陈学芬,杨耀. 地震. 2018(03)
博士论文
[1]新疆某地衰竭气藏地下储气库地应力特征研究[D]. 曹锡秋.中国地质大学（北京） 2013
[2]汶川Ms 8.0地震后川西地区的气体地球化学[D]. 周晓成.中国科学技术大学 2011
[3]长白山天池火山全新世爆炸喷发的岩浆脱气作用研究[D]. 李霓.中国地震局地质研究所 2007
硕士论文
[1]呼图壁储气库注气能力研究[D]. 洪伟.中国石油大学(北京) 2016
[2]新疆某地下储气库注采周期地表形变监测与数值模拟研究[D]. 刘志成.新疆大学 2015
[3]山西地震带北段断裂带土壤气体地球化学特征[D]. 张冠亚.中国地震局地震预测研究所 2015
本文编号：3214759
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