1 研究背景

松原是吉林省中强地震频发地区，历史上发生过多次破坏性地震，其中公元1119年松原地区发生的6级地震导致数千人死亡。2006年以来发生的8次5级以上地震，也造成了不同程度的破坏。近年来地震活动异常活跃，具有强度大、频率高、分布集中、地震类型复杂等特点，是吉林省地震重点监视区之一。2019年松原发生M_S 5.1地震后，仍维持较高的地震活动水平。

与松原地震有关的地震构造主要有：NE向的扶余（松原）—肇东断裂、NW向的第二松花江断裂和查干泡—道字井断裂，地震发生在NE向和NW向断裂交汇部位。扶余（松原）—肇东断裂自南向北可分为：查干花断裂、孤店断裂、扶余北断裂、江北断裂、大洼—薄荷台断裂（图 1）。本文重点关注近年来地震频发的震中区所在的扶余北断裂和大洼—薄荷台断裂。

康健等（2019）在2018年5月28日松原M_S 5.7地震震中区开展土壤氢气浓度观测工作，得到震中区氢气浓度的最大值、背景值等多项指标，氢气浓度变化与地震活动具有较好的对应关系。

2 研究内容、理论基础和研究方法

选择中晚更新世活动的扶余北断裂、大洼—薄荷台断裂为研究对象，开展断层土壤气体Rn、H₂、CH₄和CO₂浓度流动观测工作，查明该区域目前各气体组分背景值，分析跨断层测线气体组分变化特征，服务于震情跟踪研判。

运用目前较为成熟的断层土壤气体观测方法，用麻花钻在地下深度0.8—1.0 m范围内采集气体，在查干花震区和宁江震区开展土壤气Rn、H₂、CH₄和CO₂气体浓度测量，确定研究区土壤气各组分的地球化学变化特征。土壤气Rn浓度测量选用Rad7测氡仪，仪器量程范围2—2 000 000 Bq/m³，H₂浓度测量采用ATG-300H便携式氢分析仪，仪器量程范围0—5 000 ppm，CO₂观测采用意大利EDK6900便携式温室气体通量分析仪，仪器量程范围0—100 000 ppm。

本次气体地球化学流动观测，在松原市宁江区溪浪河村（测线AA′）和万宝屯（测线BB′）布设2条测线，见图 1，观测土壤气Rn、H₂、CH₄和CO₂浓度。溪浪河测线位于扶余北断裂西段，据《松原市活断层探测与地震危险性评价工程技术报告》扶余北断裂走向EW，倾向N，为正断层性质，扶余北断裂为扶余隆起的北部边界，该断裂长度约23 km（薄景山，2014），本次气体测线总长2.75 km，测向为45°；大洼—薄荷台断裂万宝屯BB′测线位于大洼—薄荷台断裂西段，据前人活断层人工地震探测发现，大洼—薄荷台断裂走向NE，大洼—薄荷台断裂整体倾向SE，为逆断层性质，断层视倾角约60°（薄景山，2014），本次跨断层气体测线总长4.38 km，测向为350°。

3 研究结果

通过沿断裂开展断层土壤气流动观测工作，查明了断裂沿线的气体地球化学背景值，此次野外流动观测的结果见图 2、图 3。

（1）扶余北断裂溪浪河AA′测线气体Rn、H₂、CO₂平均浓度分别为12 060 Bp/m³、97.11 ppm、1 163 ppm，测线AA′的部分点位CH₄浓度低于检测限，所测得部分点位值为0，CH₄浓度最大值为1.39 ppm。大洼—薄荷台断裂万宝屯BB′测线Rn、H₂、CH₄、CO₂平均浓度分别为17 714 Bp/m³、158.69 ppm、1.83 ppm、1 747.59 ppm。可以发现测线AA′各组分浓度总体低于测线BB′。上述表明，由于不同断层段的活动水平存在差异，其气体浓度存在一定的差别，前者为晚更新世活动段，后者为更新世活动段。

（2）结合前人活断层探测结果，扶余北断裂为正断层性质，本次观测AA′测线气体浓度曲线呈现单峰特点，在断层核部气体组分偏高，符合典型正断层气体浓度剖面结果，推测该断裂的破碎带宽度约400 m。

（3）本次观测BB′测线在断层上盘点位浓度出现峰值，靠近断裂核部浓度降低，在断层下盘越过断层陡坎后，气体浓度逐渐上升，但各组分浓度低于断层上盘。分析认为，由于该断裂为逆断层性质，断层核部处于挤压环境，深部气体不易释放，并且断层下盘上覆沉积物较厚，阻碍了气体释放。

4 结束语

研究区的断裂均为隐伏状态，以往对断裂性质的研究多依靠地球物理勘探手段，通过本次工作，验证了将气体地球化学测量方法运用到断层活动性判定中是可行的。由于本次工作只是尝试性的工作，野外观测点位和期次还比较少，旨在为震情跟踪提供地球化学背景，尚无法对松原震情趋势研判提供较可行的依据。下一步将开展多期次野外流动观测和建立固定气体观测台站，并对隐伏断裂区气体迁移机理进行深入分析，充分地发挥构造气体地球化学方法在地震预测中的作用。

松原地震监测中心站赵国辉、刘立波等同志参与了本次野外工作，在此表示感谢。