1 研究背景

敦化—密山断裂带（简称敦密断裂带）北起黑龙江密山，南至吉林敦化，是我国东北地区一条重要的超岩石圈深大断裂，吉林省地震局2019年勘查表明，该断裂敦化段一些小的分支断裂活动至少持续到中更新世。该断裂的存在与区域地震的发生具有重要关联（章振铨等，1999；王金山，2005）。2020年10月15日敦化—密山断裂带帽山—暖木段发生M_L 2.2地震（43.17°N；127.47°E），基于此次地震事件，运用气体地球化学方法，观测震中所在断裂段的H₂、Hg和Rn含量，并结合野外地质调查方法，综合分析该区段H₂、Hg、Rn气体地球化学特征，对研判该断裂带活动性和地震发生前兆气体地球化学异常具有科学意义。

2 研究内容

在本次气体地球化学流动观测中，在二道甸子镇帽山村（测线A-A′）和暖木村暖木条子（测线B-B′）布设2条测线，见图 1，观测氡气（Rn）、氢气（H₂）和汞（Hg）的含量。为准确查明断裂带位置及气体沿断裂的分布情况，采用不等间距测量方式，观测点距离在5—400 m，垂直断裂走向布置测线。2条测线参数如下：①帽山段测线总长320 m，测向为355°；②暖木段测线总长834 m，测向为350°。

选取地表沟谷、农田等第四系沉积层较厚区域，使用钢钎在测点并列打3个深度约80 cm的钻孔，将气体取样器旋转进孔内，封住孔口，用硅胶管连接便携式Rn、H₂、Hg监测仪。其中Rn观测采用RAD7型便携式测氡仪，H₂观测采用ATG-300H便携式测氢仪，Hg观测采用ATG-200M便携式测汞仪。土壤气体测量误差均小于10%，观测结果较为可靠。根据刘永梅等（2016）的研究，认为野外流动气体观测数据大于异常界限（平均值+标准差）视为异常。

3 研究结果

此次野外流动气体地球化学观测结果见图 2、图 3。

（1）帽山段测线：H₂浓度平均值为35.92 ppm，标准差为40.46；Rn浓度平均值17 914.21 Bq/³，标准差为18 771.22；Hg浓度平均值220 ng/m³，标准差为0.34。H₂在距离起点180 m处峰值达4.4倍标准差，Hg浓度变化不明显。

沿该测线，Rn、H₂、Hg气体浓度在50—230 m处出现异常，其中：H₂浓度在180 m处达峰值，数值为175.7 ppm；Hg浓度在150 m处达峰值，数值为1.024 ng/m³；Rn浓度在45 m处达到峰值65 000 Bq/m³（图 2）。

（2）暖木段测线：H₂浓度平均值66.95 ppm，标准差65.71；Rn浓度平均值19 072 Bq/m³，标准差10 274。

沿该测线，Rn、H₂、Hg气体浓度在580—760 m出现异常，其中：H₂浓度在730 m处达峰值，数值为221.8 ppm；Rn浓度在730 m处达峰值，数值为41 700 Bq/³（图 3）。

综合结果表明，敦化—密山断裂带帽山—暖木段破碎带宽度约180 m，H₂浓度峰值为221.8 ppm，Hg浓度峰值为1 024 ng/³，Rn浓度峰值为65 000 Bq/³，其中帽山段测线在50—230 m出现异常，暖木段测线在580—760 m出现异常，表明该断裂受区域构造应力场影响存在明显的深部气体向上运移现象，反映出该断裂段具有一定活动性。

4 结束语

目前，对敦密断裂带开展气体地球化学测量及相关研究较少，对该断裂带帽山—暖木段现今活动性水平也缺乏系统认识。因此，通过在本次地震震中附近断裂带区段开展工作，发现该断裂段存在明显的深部气体排放现象，表现出一定活动性，对查明该断裂区域现今气体地球化学水平及进一步探讨该断裂带活动性具有重要意义。

在本次野外测量工作中得到吉林丰满地震台谭雨文、刘轶男、张昕等同志的现场指导与帮助，在此表示感谢。