| 题名 | 兰州市土壤逸出气体地球化学特征与断层活动性关系研究 |
| 作者 | 张慧 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-11-27 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 程国栋 |
| 关键词 | 兰州 活断层 Rn Hg 断层活动性 峰值异常 |
| 其他题名 | The study of the relationship between the geochemical characteristics of the soil-gases and activity of faults in Lanzhou |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 本文通过兰州市典型场地的试验研究及主要活断层多测线高密度勘察，系统研究了兰州市断层带典型土壤气体Rn、Hg地球化学异常特征及其与断层特性及活动性的关系。为兰州市活断层研究奠定了基础。同时为工程地震、地震预报乃至水文地质、环境工程等提供了兰州市土壤气体背景性资料，初步形成如下结论： 1、断层带土壤气体异常特征 首先，深部地下气体沿着断裂带向上运移和富集，在断裂带上方覆盖层形成了漏斗形的土壤气体异常晕。因此，土壤气氡、汞的典型异常形态为低—较高—高—较高—低的峰值形态，单点异常大多数为观测中的干扰因素造成，不代表断层带；其次，断裂带上方氡、汞的峰值异常一般比背景值高出2倍以上，且具有成组特征，即在断层带上方超过背景值2倍以上的点2个以上。岩性差异较大（尤其是孔隙度）的地层界面（整合或不整合），也会出现类似的峰值形态，但与同一环境条件下的断层相比，气体强度较小。 2、断层带土壤气体异常特征与断层特性的关系 直立正断层上方气氡、气汞异常值相对较低，异常带宽度也小，一般为10~30m；而倾角较缓的逆冲断层，由于在断层上盘羽状节理和裂隙往往都比较发育，地下气体可以在这里向上运移和富集，因此，形成了较大宽度的气体异常带。因此，根据异常带的宽度和峰值形态可以判断断层的性质。 断层土壤气峰值异常的形态一般不对称，测线峰值异常的连线为异常界面的走向。转折陡变部位为断层上断点地表投影，缓变一侧为界面的倾向。兰州市5条主要断层中刘家堡断层、深沟桥断层各测线峰值形态特征最为一致和典型，对异常界面的倾向判定结果较好。金城关、刘家堡两条推测断层上布设的测线较多，因此对异常界面的走向判定结果较好。 3、 断层带土壤气体异常特征与断层活动性关系 在其他观测环境相同的条件下，根据断层土壤气异常强度对比研究，能够对断层活动性及活动性分段进行初步判断。活动断层土壤气体异常强度一般高于不活动断层，而断层带的异常强度高于由岩层孔隙度差异导致的岩层界面异常强度。 兰州市城市活断层土壤气体探测结果表明：金城关断裂上方的汞浓度异常值强于刘家堡断裂的汞浓度，初步判断其活动性强于刘家堡断裂。进一步的槽探证明，刘家堡断层为一两侧岩性差异较大的布整合界面。这个结果从另一个侧面反映了利用土壤气浓度异常强度进行断层活性研究的有效性。 根据断层土壤气Rn、Hg的分布特征，可以将金城关断裂分为三段即东段(F1-1)、中段(F1-2)和西段(F1-3)。第一段为桑园子至小沟段，该项段气体汞的强度为F/K=3.5倍，断层走向N50°E，向南倾，为正断层，长约25km；第二段为小沟至白塔山段，该段气体汞强度为6.8倍，氡的强度为F/R=15.9倍，断层走向N20°E，倾向西北，为逆断层，长约2.5km ；第三段为白塔山至沙井驿段，该段气体汞强度为5.5倍，氡强度为F/R=12.0倍，断层走向N50°W，向南倾，为正断层，长约30km。其中中段最为活动。 4、场地条件对断层带土壤气体异常特征的影响 覆盖层的厚度会影响断层带土壤中氡、汞的浓度。正常情况下，覆盖层厚度不大时，峰值突出，异常明显；当厚度增大时异常形态低缓、宽度加大。但覆盖层厚度太小时，断层带富集的气体与大气圈沟通好，反而使异常幅度变得不甚明显。 5、对兰州市七里河断陷盆地的认识 综合探测结果显示：前人认为的构成兰州七里河第四纪断陷盆地边界的刘家堡断层（北边界）、深沟桥断层（西边界）以及西津村断层（南边界）均为第三系与早第四系之间不同岩性的分界线，而不是断层；前人提出的兰州盆地内部的七里河第四系断陷实际应为一向斜构造，兰州盆地内部的构造变形应以褶皱作用为主。 关键词：兰州；活断层；Rn、Hg；断层活动性；峰值异常。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 98 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21512]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张慧. 兰州市土壤逸出气体地球化学特征与断层活动性关系研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2007. |
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