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1.1.1　宇宙中的地球 3

1.1.2　地球的形成 3

第一编　地震地下流体学基础 3

1　地壳及其流体 3

1.1　地球及其流体 3

图1.1 地球内部的圈层结构图 4

1.1.3　地球内部的圈层 4

表1.1 地球内部的圈层结构划分表 5

表1.2 地球内部各圈层的基本特征表 5

1.1.4　地球外部的圈层 6

图1.2 软流圈及其作用 6

表1.3 清洁干空气在海平面附近的标准成分 6

1.1.5　地球流体 7

表1.4 水圈中水的类型及其水量 7

表1.5 地球各层圈中的气体 8

1.2　地壳及其基本特征 10

表1.6 不同温度下喷出的气体组分 10

1.2.2　地壳的结构 10

1.2.1　地壳概述 10

1.2.3　地壳中的岩石 11

表1.7 常见的造岩矿物及其基本特征 11

表1.8 岩浆岩的分类简表 12

表1.9 沉积岩分类简表 12

1.2.4　地壳运动与地质构造 12

图1.4 典型的背斜与向斜构造示意剖面图 13

图1.3 单斜岩层及其产状 13

图1.5 断层的类型示意图（a）正断层；（b）逆断层；（c）平移断层；（d）平移逆断层；（e）平移正断层 14

1.2.5　地壳中的动力作用 14

表1.10 地壳中主要的动力作用 14

1.2.6　地质年代 15

图1.6 不同岩层与岩体形成的先后关系示意图 15

表1.11 中国地质年代表 17

1.3　地壳浅层流体 18

1.3.1　地下水的概念 18

图1.7 岩土中的空隙（a）土壤中的孔隙；（b）岩石中的孔隙；（c）岩石中的裂隙；（d）可溶岩中的溶隙与溶洞 19

图1.8 地下水的赋存形式（a）气态水与液态水（毛细水与重力水）；（b）吸着水与薄膜水 19

1.3.3　地下水的埋藏类型 20

1.3.2　含水层与隔水层 20

1.3.4　水文地质结构 21

图1.9 地下水的埋藏类型示意图 21

图1.10 基岩地区水文地质结构的基本类型（a）体状结构；（b）层状结构；（c）带状结构 22

1.3.5　地下热水 22

1.3.6　地下气体 23

表1.12 地壳上层气体的成因分类 23

1.3.7　氡与汞 24

表1.13 若干岩石中Ra的质量分数 25

表1.16 不同介质中氡的扩散系数（D）量值 26

表1.15 炭和硅胶对氡的吸附因子（r） 26

表1.14 常见岩石的氡射气因子 26

表1.18 不同温度的泉水中水氡与气氡的含量及氡的溶解度因子（α） 27

表1.17 不同温度下氡的溶解度因子（α） 27

1.4　地壳深层流体 28

1.4.1　科拉超深钻井揭露出的深部流体 28

图1.11 科拉超深钻井区地质剖面示意图　 29

图1.12 科拉超深钻井冲洗液中的气体测试结果 30

1.4.2　KTB科学钻井揭露出的深部流体 32

图1.13 科拉超深钻井的水文地质剖面 32

表1.19 科拉超深钻井水文地质分带表 33

表1.20 KTB超深钻井深层水的化学特征 34

1.4.3　与深层流体有关的壳内高导低速层 34

1.4.4　与深层流体有关的地质现象 35

图1.14 地壳中的高导低速层（a）低速层；（b）高导层 35

图1.16 深源岩石中的流体活动痕迹（a）山东栖霞橄榄岩中的气孔（放大100倍）；（b）黑龙江科洛橄榄岩中的孔管（放大285倍） 36

图1.15 冀中凹陷区中断裂在地壳深处转平的现象 36

1.4.5　地壳深部的超临界流体 37

图1.17 纯物质的相态图 37

表1.23 一些物质的临界常数 38

表1.24 超临界流体（临界点附近）、气体和液体的几个物理参数 38

2.1　地表水循环与地壳流体的运动 40

2.1.1　地球表面的水循环 40

2　地壳表层与地下流体的运动 40

图2.1 地球表面的水循环示意图 41

2.1.2　地壳浅层流体的运动 42

图2.2 松散砂土层中雨水的入渗过程 42

图2.3 几种典型的水动力系统示意图（a）山前洪积扇地区；（b）山前盆地或河谷地区；（c）向斜构造发育的山区；（d）断裂构造发育的山区 43

图2.4 地下水对地下水的补给作用 44

图2.5 地表水和地下水的补给、排泄关系图（a）地表水补给地下水；（b）地下水补给地表水；（c）地表水和地下水互为补给与排泄 45

图2.6 基岩地区常见泉的成因类型（a）侵蚀泉；（b）接触泉；（c）溢出泉；（d）断层泉 45

2.1.3　地壳深层流体的运动 46

图2.7 地壳深层流体的运移方式（a）热对流作用下的运移；（b）热传导作用下的运移 47

图2.8 乌鲁木齐山前凹陷带地球物理测量结果及其解释（a）电磁测深结果表明低阻层在地壳深部呈“柱状”分布；（b）对“柱状”的地质解释为沿深大断裂有深部流体上涌 48

2.2.1　含水层中的水流 49

2.2　地下流体运动的基本特征 49

图2.9 钻孔水柱高度（hn）与测压水头（Hn） 50

图2.11 层流（a）与紊流（b）运动示意图 51

图2.10 典型的流网图（a）承压含水层中的稳定流；（b）潜水含水层中的稳定流 51

2.2.2　地下水渗流运动的基本规律 52

图2.12 含水层中渗流运动示意图 53

图2.13 含水层中的微小平行六面体及其中的渗流 54

2.2.3　地下气体的运动 55

表2.1 气水垂直运动时自由气体超越气水运动的速度 56

3.1　地下水的物理特性 57

3.1.1　地下水的温度 57

表3.1 地下水的温度分类表 57

3　地下水的物理、化学特性 57

3.1.2　地下水的颜色与透明度 58

3.1.4　地下水的放射性 58

表3.2 我国部分地区地下热水的温度与水循环深度计算结果　 58

3.1.3　地下水的味与嗅 58

表3.3 地下水中铀、镭、氡的含量 59

3.1.5　地下水的导电性 59

表3.4 华北地区一些井（泉）水的电导率 59

表3.5 地下水的化学组成 60

3.2　地下水的化学组成和特性 60

3.2.1　地下水的化学组成 60

表3.6 常量离子的当量数 62

表3.7 河北某矿泉水主要离子的当量浓度及其百分比 62

表3.8 地下水中常量离子的质量数 63

表3.9 河北某矿泉水主要离子的质量摩尔浓度及其百分比 63

3.2.2　地下水的化学性质 63

表3.10 地下水的矿化度分类 64

表3.11 地下水的酸碱度分类 64

3.2.3　地下热水的化学组成与水化学温标 65

表3.12 地下水的硬度分类 65

表3.13 延怀盆地地下热水与冷水的化学组分对比表 66

表3.14 西藏羊八井热田中不同热水的水化学特性表 66

表3.15 常用的Na＋—K＋—Ca2＋水化学温标 67

图3.1 SiO2溶解度与温度的关系 67

表3.16 氢与氧同位素及其平均丰度 68

3.3.1　同位素的概念 68

3.3.2　氢同位素与氧同位素的特征 68

3.3　地下流体的同位素特征 68

图3.2 大气降水渗入成因的地下水的δD-δ18O关系 69

表3.17 由氚含量推断地下水年龄的指标 70

3.3.3　碳同位素的特征 70

3.3.4　其他同位素的特征 70

表3.18 地球各圈层中三个同位素比值的差异 71

4　地下水的形成与演化作用 72

4.1　地下水的成因类型及其化学组分特性 72

4.1.1　渗入成因的地下水 72

4.1.2　沉积成因的地下水 73

图4.1 柴达木盆地中段地区地下水水化学图 73

4.1.3　岩浆成因的地下水 74

4.1.4　变质成因的地下水 74

表4.1 不同地质时期生成的岩浆岩中的地下水化学特性 74

4.2　水-岩相互作用与地下水化学组分的变化 75

4.2.1　溶解与沉淀作用 75

表4.2 某些矿物在水中的溶解反应式及其平衡常数和溶解度 77

表4.3 一些化合物在温度为286 K时的溶度积 78

图4.2 石英在高温体系（t≥200℃）中的溶解度 79

图4.3 方解石在H2O中的溶解度t-P曲线 80

图4.4 二氧化硅溶解度与pH值的关系 81

表4.4 地下水环境特征指标 82

图4.5 300℃时不同的Eh-pH条件下铁（Fe）的存在形式图 82

4.2.2　吸附作用与离子交换作用 83

图4.6 岩石和矿物超声作用下的封闭氢的释放率和吸附氢生成率 84

表4.5 超声作用下氡增量中吸附氡和封闭氡所占的比例 84

4.2.3　脱碳酸与脱硫酸作用 86

4.3　地下水化学组分变化的热力学和化学动力学 87

4.3.1　热力学和化学动力学的基本概念 87

4.2.4　地下水的混合作用 87

表4.6 不同温度、压力条件下水蒸气的摩尔体积 89

表4.7 不同温度、压力条件下CO2的摩尔体积 89

4.3.2　水溶液的热力学 92

表4.8 三种石英的热力学数据 96

表4.9 不同温度和压力下α石英的溶解度 97

表4.10　25℃的标准状态下的热力学数据 97

图4.7　CO2溶解于水的两相平衡关系图 98

4.3.3　水溶液的化学动力学 99

图4.8　CO2在水溶液中水合反应的速度图 100

5.1 地壳岩石中的应力与应变 101

5.1.1　地壳中的作用力 101

5　地壳中的应力及流体的影响 101

5.1.2　岩石中的应力与应变 102

图5.1 地壳岩石中微小的平行六面体及其上作用的应力 103

图5.2 压应力（σc）、张应力（σt）和剪应力（τ）示意图 104

表5.1 常见岩石的变形模量与泊松比 105

5.1.3　地壳应力场及其研究方法 105

图5.3 岩块受力与破裂面的生成示意图 106

图5.4 构造形迹与构造应力场关系图 107

图5.6 我国大陆1999—2000年GPS观测得到的位移速率图 109

图5.5 唐山大地震前后的1975—1977年首都圈地区垂直运动速率图 109

图5.7 由双力偶震源解求震源应力场的方法示意图 110

表5.2 云南通海Ms 7.6级地震的震源机制解 110

图5.8 地应力场的物理模拟（a）和数值模拟（b）结果图 111

果 112

5.2.1 中国大陆的现代构造应力场 112

5.2　构造应力场 112

表5.3 三峡工程区800 m深孔应力测量结 112

图5.9 中国及邻区现代构造应力场图 113

图5.10 中国大陆现代构造应力场分区图 113

图5.11 东部与西部地区最大主应力随深度变化对比图 114

5.2.2　地壳中深部的现代区域构造应力场 114

图5.12 康滇地区现代构造应力场分区 115

5.2.3　地壳浅层的现代应力场 116

表5.4 我国垂直应力与上覆岩层自重关系的统计 116

图5.14 地壳浅层水平应力（σh）与垂直应力（σv）的关系（a）最大水平应力（σhmax）与垂直应力（σv）的比值随深度（H）的变化（b）最小水平应力（σhmin）与垂直应力（σv）的比值随深度（H）的变化 117

图5.13 地壳浅层应力与深度的关系（a）垂直应力（σv）与深度（H）的关系；（b）平均水平应力（σhav）与深度（H）的关系 117

5.3.1　地壳应力场与渗流场的耦合理论 118

5.3　流体影响应力场的数值模拟研究 118

5.3.2　流体对地壳应力场影响的数值模拟 122

图5.15 唐山地区基岩地质构造略图 123

表5.5 研究区及其邻近地区的地壳各层的速度结构 124

表5.6 华北北部地区地壳及上地幔速度结构 124

图5.16 唐山地区有限单元网格划分示意图（a）第一类网格；（b）第二类网格；（c）第三类网格 126

表5.7 震源应力场计算时段的划分 127

表5.8 浅部前兆场计算时段的划分 127

图5.17 固液相互作用模型计算程序框图 128

5.3.3　流体对深部震源应力场的影响 129

表5.9 震源应力场研究模型中各层物理力学参数 129

表5.10 震源应力场研究的地质模型 129

表5.11 震源应力场模型中边界载荷 130

图5.18 干模型和湿模型下研究区最大剪应力差值（△τ／MPa）等值线图（a）T2时段（震源体非线性变形阶段）；（b）T3时段（震源体邻区失稳阶段） 131

图5.19 干模型和湿模型下研究区体应变差值（×10-7）等值线图（a）T2时段（震源体非线性变形阶段）；（b）T3时段（震源体邻区失稳阶段） 132

表5.12 前兆应力场地质模型 133

5.3.4　流体对浅层前兆应力场的影响 133

表5.13 前兆应力场模型的物理力学参数 133

图5.20 t4时段两个模型前兆应力场［平均主应力（MPa）］对比图（a）湿模型；（b）干模型 134

图5.21 t5时段两个模型前兆应力场［平均主应力（MPa）］对比图（a）湿模型；（b）干模型 135

图5.22 t5时段0～1 km深度两个模型前兆应力场［平均主应力（MPa）］对比图（a）干模型；（b）湿模型 136

表5.14 干、湿模型上3～6 km深度破裂单元数量统计 137

图5.23 t5时段1～3 km深度两个模型前兆应力场［平均主应力（MPa）］对比图（a）干模型；（b）湿模型 137

图5.24 不同深度和不同时段的干、湿模型上破裂单元数量对比（a）0～1 km深度模型；（b）1～3 km深度模型；（c）3～6 km深度模型 138

6　地壳岩石的变形破坏与流体作用 139

6.1.1　岩石的变形与破坏 139

6.1　岩石与岩体的变形破坏及水的作用 139

表6.1 常见岩石的强度值 140

图6.1 岩石单向受压时的σ-ε关系曲线 140

图6.2 岩石变形破坏过程的组合类型 141

表6.2 岩体结构类型及其基本特征 142

图6.3 典型的岩石与岩体变形破坏过程的比较 142

表6.3 不同结构岩体的抗压强度参考值 143

6.1.2　岩石与岩体变形破坏中水的作用 144

表6.4 不同类型的不连续面抗剪强度参考值 144

表6.5 水对黏土质粉砂岩岩体变形模量的影响 145

表6.6 水对各类岩石抗压强度的影响 145

6.2.1　实验概况 147

6.2　流体对岩石变形破坏影响的三轴实验研究 147

图6.4 干燥（a）和有水充填（b）时两个岩块间接触面的变形和破坏 147

表6.7 试件的岩石类型及其基本特性 148

6.2.2　实验结果及其分析 148

图6.5 不同温度（T）、围压（Pc）、初始孔隙压力（Pp）条件下岩石三轴高温高压实验的部分结果 149

图6.6 三种岩石试件在不同围压下求得的差应力与应变关系图（a）花岗闪长岩；（b）白色细砂岩；（c）红色细砂岩 150

表6.8 围压对花岗闪长岩强度和破裂方式的影响 151

表6.9 围压对白色砂岩强度和破裂方式的影响 151

表6.10 孔隙压对岩石峰值强度的影响 151

图6.7 三种岩石试件在不同孔隙压下求得的△σ-ε关系曲线图 152

图6.8 两种岩石试件在不同化学组分流体浸 153

泡后试验求得的△σ-ε关系曲线图 153

表6.11 被不同流体浸泡过的岩石试件的强度与变形模量的对比 154

表6.12 温度和孔隙压对红色细砂岩强度的影响（Pc=200 MPa） 154

6.2.3　结论与讨论 155

图6.9 两种岩石试件在定围压变孔隙压与温度条件下实验求得的△σ-ε关系曲线对比图 155

6.3　流体对断层滑动影响的实验研究 156

6.3.1　实验概况 156

图6.10 装入压力容器前的试件包装处理图 157

表6.13 流体对断层滑动影响的实验类型及其数量统计表 158

图6.11 流体对断层滑动影响的实验结果概化图 158

6.3.2　流体对断层面摩擦系数的影响分析 159

图6.12 无充填物试件求得的部分△σ-ε关系曲线（a）FR24号试件，Pc=50 MPa，含水量ζ=0（干燥）；（b）FR29号试件，Pc=60 MPa，ζ＞0（湿润）；（c）FR30号试件，Pc=50 MPa，ζ？0（饱和）；（d）FR31号试件，Pc=60 MPa，ζ=0（干燥） 160

图6.13 无充填物试件有孔压实验曲线上B点（a）与D点（b）的τ-σe关系图 160

表6.14 有无充填物时的σe-τ关系式 161

图6.14 无充填物试件在不同含水状态下实验求得的τ-σn关系（a）干、湿、饱水试件的△σ-ε关系曲线上的B点与D点的τ-σn关系（b）干试件（G6）与湿试件（G7）实验求得的τ-σn关系对比 161

图6.16 有黏土夹层试件实验求得的部分△σ-ε关系曲线（a）36号试件，Pc=50 MPa，ζ=0（干燥）；（b）1号试件，Pc=50 MPa，ζ=0（干燥）；（c）P25号试件，Pc=50 MPa,Pp=40 MPa；（d）P18号试件，Pc=50 MPa,Pp=20 MPa 162

图6.15 有石英粉夹层的试件实验求得的部分△σ-ε关系曲线（a）26号试件，Pc=50 MPa，ζ＜0（湿润）；（b）FR13号试件，Pc=50 MPa，ζ=3.93％；（c）FR19号试件，Pc=50 MPa，ζ=23.64％；（d）FR16号试件，Pc=50 MPa，ζ=0.67％ 162

6.3.3　流体对断层滑动方式的影响分析 163

图6.17 无充填物试件中随着滑动面含水量的增加滑动方式的变化（a）7号试件，滑动面饱水；（b）FR29号试件，Pc=60 MPa，滑动面湿润；（c）G6号试件，滑动面无水；（d）三种含水状态下黏滑与稳滑的界面 164

图6.18 无充填物含水试件中，孔隙压力、围压与断层滑动方式的关系（a）P28号试件，Pp=0.1 MPa,Pc=60 MPa；（b）P27号试件，Pp=0.1 MPa,Pc=60～80 MPa；（c）围压（σ3）、孔隙压（Pp）与断层滑动方式 165

图6.19 夹有石英粉的试件中，含水量大小对断层滑动方式的影响（a）FR20号试件，Pc=50 MPa，干燥（ζ=0）；（b）FR34号试件，Pc=50 MPa，微含水（ζ=0.45％）；（c）围压（σ3），孔压（Pp）与断层滑动方式 166

表6.15 有石英粉夹层的试件黏滑时含水量（ζ）与应力降（△σ）的关系 167

7　流体作用与构造活动 168

7.1　流体作用与全球构造的形成和演化 168

7.1.1　地球内部流体与全球构造的形成 168

7.1.2　地幔流体上涌与大洋洋脊 169

图7.1 全球构造图 170

7.1.3　俯冲带、碰撞带与流体作用 171

图7.2 大洋洋脊（a）与海沟（b）示意图 171

图7.3 俯冲带上的火山活动与地震活动 172

表7.1 碰撞带中流体的生成作用及其特征 173

7.2　流体作用与区域构造的形成 173

7.2.1　流体作用与构造活动的关系 174

图7.4 斜坡面上地质块体移动时的受力示意图 174

7.2.2　构造活动中流体作用的机制 175

7.3.1　新构造运动与断裂活动 175

7.3　新构造活动中流体作用的研究 175

图7.5 河北省怀来县黄土窑村西南的活动断层剖面图 176

图7.6 我国大陆活动断裂分布图 177

7.3.2　流体对断裂现今活动性的影响 178

图7.7 河北省怀来县后郝窑地热田区隐伏活动断裂（a）三组断裂的空间分布图；（b）NW向三条断裂剖面图 178

图7.8 河北省怀来县后郝窑热田热水等水位线图（a）和等水温线图（b） 179

表7.2 河北省怀来县后郝窑热田区四条NW向断裂的断距 180

图7.9 河北省怀来县后郝窑热田区热水压力（水位；a）和水温（b）分布特征与断裂活动性差异（c）对比图 181

第二编 地震地下流体学专论 185

8　地壳中的流体与地震活动 185

8.1.1　辽东半岛地区温泉的分布与地震活动的关系 185

8.1　地壳热流体与地震的平面展布 185

图8.1 辽东半岛地区温泉分布与地震活动性关系图 186

8.1.2　红河断裂带北段温泉水温度与地震活动的关系 186

图8.2 红河断裂北段四个亚段区及其内温泉与地震关系图（a）红河断裂带北端四个亚段的划分；（b）四个亚段的水循环深度分布图；（c）四个亚段的地震震级频次图 187

表8.1 红河断裂北段四个亚段区域温泉发育的基本特征 187

表8.2 红河断裂带北段四个亚段区地震活动特征表 188

8.1.3　华南沿海地区热水活动与地震活动的关系 188

8.1.4　京津唐地区地热异常区与地震活动的关系 188

图8.3 华南沿海地区温泉热能释放量与地震活动分布图 189

8.1.5　延怀盆地温泉热水特征与地震活动的关系 190

图8.4 京津唐地区地热异常区与地震分布 190

图8.5 延怀盆地的温泉与地震分布图 191

表8.3 延怀盆地区主要温泉特征表 191

图8.6 延怀盆地温泉水的水文地球化学分区与地震分布图 192

图8.7 延怀盆地温泉水的水文地球化学与水循环深度分区特征（a）水温与微量元素的分区特征；（b）水循环深度的分区特征 193

表8.4 延怀盆地内冷区与热区地震活动性的差异 193

图8.8 陕甘宁交界地区温泉与地震分区图 194

8.1.6　陕甘宁交界地区温泉热水特征与地震活动的关系 194

表8.5 陕甘宁交界地区温泉热水基本特征表 195

图8.9 陕甘宁交界地区冷区与热区地震活动震级比较图 195

8.2　地壳流体活动与震源深度分布 196

图8.10 延怀盆地数字化台网记录到的主要地震 196

8.2.1 延怀盆地中小地震活动的多震层与地下水循环深度的关系 196

图8.11 延怀盆地热水循环深度与中小地震活动深度的比较 197

8.2.2　中国大陆高导层对强震活动的控制作用 197

表8.6 延怀盆地及其邻区热水循环深度计算结果 197

图8.12 中国大陆高导层分布及其顶板埋深等值线图 198

图8.13 中国大陆强震震中分布图 198

8.2.3　华北地区高导低速层与强震活动的关系 199

图8.14 强震的震源分布与高导层的关系（a）唐山地震及其余震震源分布与高导层的关系（b）中国大陆强震震源分布与高导层的关系 199

图8.15 华北地区强震震源与高导低速体的分布关系（a）邢台地震区；（b）海城地震区；（c）唐山地震区 201

8.2.4　华北北部地区高导低速层精细结构与地震活动关系研究 202

图8.16 华北北部地区部分剖面上的电性结构（a）容城—高阳（Yh1）剖面；（b）固安—怀安（Yh2）剖面；（c）平谷—怀安（Yh3）剖面；（d）邢台震区东旺剖面；（e）邢台震区百尺口剖面 203

图8.17 华北北部地区高导层顶界面埋深与Ms≥5.0级震中分布图 204

8.3.1　阪神地震震源体的低速高泊松比特性 205

8.3.2　拉托尔地震震源体的高导低速特性 205

8.3　震源体的高导低速特性及其与流体活动的关系 205

图8.18 阪神地震的震源体CT探测结果（a）阪神地震及其研究剖面位置；（b）AB剖面图；（c）CD剖面图 206

8.3.3　张北地震前后震中及其邻区深部电阻率的变化 206

图8.19 张北地震区深部电阻率测量及其结果（a）测点分布图；（b）震源深度（H/m）分布（黑点代表不同震级的地震）；（c）外围区（511测点）的相对电阻率（pi/po）在地震前后的变化；（d）震中区（MMC测点）的相对电阻率在地震前后的变化 207

8.4.1　关于地震活动周期 208

8.4　流体活动对强震复发周期的影响 208

8.3.4　震源体与流体关系的讨论 208

8.4.2　断裂带中的流体活动 209

图8.20 地震活动周期的应力积累-释放模型 209

图8.21 花岗闪长岩体中的辉绿岩脉（a）与多期流体活动生成的伟晶岩脉（b） 210

8.4.3　地震活动周期性的断裂阀模式 211

图8.22 一条岩脉中多期流体活动的痕迹 211

表8.7 崇礼—赤城断裂带石英脉中流体包裹体及其生成温度 211

图8.23 流体多期活动与地震活动周期的断裂阀模式示意图 212

8.5　流体的诱震与促震作用 213

8.5.1　深井注水引起的地震活动 213

图8.24 落基山兵工厂月注水量与小震活动频次关系图 213

图8.25 落基山兵工厂注水井与1966年1—2月小震震中分布图 214

8.5.2　水库蓄水引起的地震活动 215

表8.8 流体诱发地震的实例 215

表8.9 新丰江水库蓄水后发生主震前的地震活动 216

图8.26 我国天然大震与水库诱发地震震中分布图 217

8.5.3　煤矿开采方式的改变引起的地震活动特征变化 217

图8.27 旱采与水采下矿震活动的对比（a）井下地音（微震）脉冲频次的对比；（b）小震活动水平（震级、频次）的对比 218

图8.28 浸水试件与不浸水试件的岩石力学试验结果对比 219

表8.10 陶庄矿420采区煤岩力学参数在浸水前后的变化对比 220

8.6　地壳硬夹层孕震与流体促震的假设 220

8.6.1　地壳中存在硬夹层 220

表8.12 我国东部深源岩石流体包裹体主要组成的体积分数 221

表8.11 我国大陆部分地区热水的热储温度与水循环深度计算结果 221

8.6.2　硬夹层是多震层及其条件的数值模拟 222

图8.29 地壳中的两大流体系统及其间的硬夹层 222

图8.30 软包体模型及其数值模拟结果（a）模型；（b）平面上平均主应力分布；（c）剖面上平均主应力分布 223

表8.13 有限元模型中不同单元的力学参数对比 223

8.6.3　强震震源体内充满流体 224

8.6.4　流体对岩石强度的弱化作用 224

图8.31 临沂细砂岩在不同条件下三轴实验求得的△σ-ε关系关系曲线 225

图8.32 唐山地震孕震体内应力随时间变化的数值模拟结果 225

图8.33 地壳硬夹层孕震与流体促震假设示意图（a）地壳中两大流体系统及其间的硬夹层；（b）震源体演化［Ⅰ应力积累，Ⅱ微破裂，Ⅲ流体挤入（真空吸泵作用），Ⅳ剪切力增强与抗剪力减弱同步发生，最终发震，Ⅴ震后部分流体被挤出］；（c）Ⅳ阶段说明 226

8.6.5　硬夹层孕震和流体促震假设的要点 226

9　地下流体动态观测台网 228

9.1.1　地下流体观测台网与台站 228

9.1　地下流体动态观测台网概述 228

9.1.2　地下流体观测台网的建设简史 229

9.1.3　地下流体观测台网的布局和组成 230

图9.1 中国地震地下水动态观测井分布图 231

表9.2 全国水文地球化学观测网台站组成表 232

表9.1 中国地震地下水动态观测网的观测井组成 232

图9.2 全国水文地球化学台网中基本台站的分布图 233

图9.3 全国水文地球化学台网中区域台站的分布图 234

图9.4 首都圈地区水汞、水温（地热）、土壤气观测网 235

图9.5 云南省水温（地热）观测网 235

表9.3 中国地震地下流体台网的台站组成表 236

图9.6 全国地震地下流体观测台网国家台和区域台分布图 237

表9.4 我国地下流体观测井在地震活动区（带）中的分布 238

9.1.4　地下流体观测台网的观测井特征 238

表9.5 我国地下流体观测井深度统计表 238

表9.6 我国地下流体观测层类型统计表 239

9.1.5　地下流体观测台网的观测项目 239

表9.7 我国观测井水温统计表 239

表9.8 观测井地下水矿化度统计表 239

9.1.6　地下流体观测台网的功能与作用 240

表9.9 《中国震例》中各类前兆异常统计表 240

表9.10 各类前兆观测在破坏性地震成功预测中的作用 241

表9.11 地下流体台网记录到的地球科学信息 242

表9.12 三峡井网观测井及其测项一览表 243

图9.7 长江三峡工程区地下流体台网布设图　 243

9.1.7　国外的地下流体观测台网 244

图9.8 三峡台网W3井观测技术系统 244

图9.9 日本的地下流体观测台网 244

表9.13 东京大学台网观测井一览表 245

图9.10 日本地质调查所根来（Negoro）观测井测项配置图 245

图9.12 美国帕克菲尔德井水位观测网 246

图9.11 日本地调所台网的观测技术系统 246

表9.14 中亚五国地下流体台网概况 247

表9.15 阿拉木图试验场地下流体观测台网概况 248

图9.13 哈萨克斯坦共和国阿拉木图试验场地下流体观测台网布设图 248

9.2　地下流体动态观测技术 249

图9.14 机械式水位仪的基本构造 249

9.2.1　水位动态观测技术 249

图9.15 静水位（a）与动水位（b）的概念 250

图9.17 LN-3型数字水位仪主机的构成图 251

图9.16 LN-3型数字水位仪外貌 251

表9.16 各类数字化观测仪器的主要技术指标 252

图9.18 动水位观测井的泄流装置（a）与副井装置（b） 252

表9.17 水位观测井的井口装置及其使用要求 253

9.2.2　水温动态观测技术 253

图9.19 SZW-1A型数字式温度计外貌 253

图9.20 SZW-1A型数字式温度计的主机构成图 254

9.2.3　测氡技术 254

图9.21 FD-125型氡钍分析器（a）与自动定标器（b） 255

图9.22 FD-125型氡钍分析器结构框图 256

图9.24 SD-3A型测氡仪的结构框图 257

图9.23 SD-3A型测氡仪外貌 257

图9.25 气氡观测的井口装置及其连接图 258

图9.26 常见的脱气-集气装置 258

9.2.4　测汞技术 259

图9.27 XG-4型测汞仪的结构框图 259

图9.28 DFG-B型数字测汞仪外貌 260

9.2.5　地下流体其他测项的观测技术 261

图9.29 DFG-B型测汞仪的采样控制器气路和光路框图 261

图9.30 气相色谱仪的流程图 262

表9.18 我国地下流体观测台网中水质分析方法和仪器一览表 263

9.2.6　地下流体新测项及其观测仪器 263

9.3　地下流体动态观测台网的现代化 264

9.3.1　观测技术的数字化改造 264

9.3.2　观测台网技术的现代化 265

图9.31 “九五”地下流体数字化观测技术改造台站分布图 265

图9.32 地下流体的数字化前兆台网构成图 266

图9.33 前兆台站的技术系统构成图 266

9.3.3　观测台网布局的调整与优化 267

图9.34 省级区域前兆台网中心的硬件构成示意图 267

图9.35 中国大陆活动地块的划分与强震分布 269

表9.19 中国大陆及其邻区活动地块划分表 269

表9.20 不同震级地震的前兆场尺度 270

表9.21 前兆台阵可研究的科学问题 272

图9.36 地下流体流动观测类别 272

9.4　地下流体动态观测井台建设的规范化 273

9.4.1 台址勘选 273

9.4.2　台址的基本要求 276

表9.22 张北地震前地下流体异常井（台）及其与活动断裂的关系 277

图9.37 鄂尔多斯地区强震分布与活动构造关系图 277

9.4.3　观测井的建设 278

表9.24 我国地震地下水动态观测网观测井深度与前兆异常数量的关系 279

表9.23 各国地下流体动态观测井深度（m）调查表 279

表9.25 对不同类型观测井深度的规定 280

图9.38 井水位日潮差与观测井深度的关系　 280

表9.26 各类过水断面及其适用条件与技术要求 282

表9.27 不同类型的井与抽水试验计算渗透系数的公式一览表 284

表9.28 水化学分析测试项目的基本要求 285

9.4.4　观测室与其他设施建设 286

9.5　地下流体动态观测台站的环境保护 287

9.5.1　台站观测环境及其保护 287

9.5.2　观测环境干扰指标与允许干扰度 288

图9.39 相对异常量计算用参数示意图 289

图9.40 地下流体四大主测项的典型震例 290

表9.29 地下流体主要测项震前异常的相对变化量统计表 291

表9.30 干扰度计算时所用的数列及选取正常时段数列的时间长度 291

9.5.3　确定干扰源与观测井间最小距离的水文地质基础 292

表9.32 观测含水层的岩性分类 293

表9.31 观测井区水文地质条件分区　 293

表9.33 观测含水层的透水性分级 294

9.5.4　各类干扰源与观测井间最小距离的规定 295

表9.34 有水力联系时地表水体与观测井间最小距离 295

表9.35 无水力联系时地表水体与观测井间最小距离 296

表9.36 松散砂砾石含水层中开采井与观测井间最小距离 296

表9.37 基岩含水层中开采井与观测井间最小距离 296

表9.38 矿山开采区与观测井间最小距离 296

9.5.5　关于台站环境保护中有关规定的使用 297

10.1.2　地下流体动态观测 299

10.1　地下流体动态概述 299

10　地下流体动态类型与特征 299

10.1.1　地下流体动态的概念 299

表10.1 地下流体动态观测项目一览表（据DB/T3—2003略加修改） 300

10.1.3　地下流体动态分类 301

10.2.1　水位的正常动态 302

表10.2 地下流体动态分类表 302

10.2　地下流体的正常动态 302

图10.1 井水位（压）的多年趋势下降型动态（a）北京顺义井水位1971—1987年动态；（b）天津张道口井井水压1983—1992年动态 303

图10.2 井水位的多年趋势上升型动态（a）河北容1井；（b）雄101井 304

图10.3 井水位的多年平稳型动态（川08井1983—1987年动态） 304

图10.4 河北深县井水位（H）年变化与气压（P）年变化的关系（a）气压动态；（b）水位动态 305

图10.6 地下水开采影响下的昌平井水位年动态变化 306

图10.5 降雨影响下的井水位年动态类型 306

图10.7 2000年7月张道口井水位的固体潮效应 307

图10.8 塔院井水位的气压效应（a）井水位月动态效应（1986年3月）；（b）井水位日动态效应（1986年7月8—9日） 308

图10.9 井水位的地震波效应（a）豫08井水位对1981年9月1日萨摩亚群岛Ms 7.4级地震波的原始记录图；（b）北京洼里井水位对1984年3月24日日本北海道Ms 7.4级地震波的展开记录图 308

图10.10　井水位的前驱波效应 309

图10.11　井水位的其他荷载效应（a）海口ZK26井（深706 m）水位的海潮荷载效应；（b）金湖井（深1916 m）水位的江河水体荷载效应；（c）山东B-2井（深656 m）水位的降雨积水荷载效应 310

图10.12　井水温度多年趋势动态的基本类型（a）北京大宫门井；（b）北京塔院井；（c）天津张道口井；（d）天津宝坻井 311

10.2.2　水温的正常动态 311

图10.13　井水温度正常年动态基本类型（a）房山井（1997）；（b）张道口井（1995年）；（c）太平庄井（1995年） 312

表10.3 首都圈地区5口井水温度的年变化幅度 312

图10.14　井水温度的正常月动态基本类型（a）白家疃井；（b）房山井；（c）张道口井；（d）三马坊井 313

10.2.3　水氡与气氡的正常动态 314

图10.15　2002年1月25—31日太平庄井水温固体潮效应 314

表10.4 首都圈地区井水温度的潮汐日潮差值 314

图10.16　水氡的多年趋势动态类型（a）河北任丘井；（b）天津津2井；（c）河北文安井；（d）甘肃静宁东峡泉 315

图10.17　水氡的正常年动态类型（a）山东聊城井；（b）河北矾山泉；（c）山西定襄泉；（d）河北昌黎井；（e）四川康定水井子井 316

图10.18　气氡的年动态类型（a）平稳-脉冲型（汕头井）；（b）起伏型（平凉井）；（c）起伏-脉冲型（矾山泉）；（d）高频负脉冲型（泉州永春井）；（e）高频正脉冲型（武山井） 317

表10.5 自流热水井中溶解氡与逸出氡浓度对比 318

图10.19　河北昌黎井（a）与矾山泉（b）中水氡与气氡2002—2003年日均值动态对比 319

图10.20　山东聊城井水氡与气氡1998年9—12月动态对比 319

表10.6 聊城井气氡数据的离散度评价 320

10.2.4　水汞与气汞的正常动态 320

图10.21　北京东三旗井气氡固体潮效应 320

图10.22　水汞的多年趋势动态类型（a）河北怀来井；（b）天津王3井 321

图10.23　水汞的年动态类型（a）天津王4井；（b）北京松山泉 321

图10.24 气汞的年动态类型（a）平稳型（腾冲井）；（b）平稳-脉冲型（昌黎井）；（c）起伏-阶变型（聊城井）；（d）起伏-脉冲型（崇明井） 322

图10.25 山东东营井1999年3月1—31日气汞动态曲线 323

10.3　地下流体的前兆异常动态 323

10.3.1　地下流体前兆异常的概念 323

图10.26 兴和井水位1993—1998年日均值动态曲线 324

10.3.2　水位的震兆异常 324

图10.27 唐山井水位1996—1998年日均值动态对比曲线 325

图10.28　井水位短期异常的典型曲线（a）川03井水位1986年日均值动态曲线；（b）新05井水位1983年5月25日至6月3日时值动态曲线；（c）马17井水位1983年10月25—26日分钟值动态曲线；（d）滇14井水位1986年7月21—22日分钟值动态曲线 326

10.3.3　水温的震兆异常 328

图10.29　井水位的临震异常曲线（a）四川自贡晨光3井1985年3月29日12—20时分钟值动态曲线；（b）北京五里营井1997年12月至1998年2月时值动态曲线 328

图10.30　水温的中期异常典型实例（a）热乌温泉1982年4—7月日值动态曲线；（b）川51温泉1982年2—6月日值动态曲线 329

图10.31　高精度水温动态观测到的中期异常实例（a）大姚井1988年1—12月日均值动态曲线；（b）江川井1988年1—12月日均值动态曲线 329

图10.32　井水温度的短期异常实例（a）马坊井1988年10月至1989年12月日均值动态曲线；（b）塔院井1997年12月至1998年1月时值动态曲线 330

图10.33　澜沧—耿马地震前二口井水温的临震异常实例（a）景谷井1988年7—12月日均值动态曲线；（b）小哨井1988年7—12月日均值动态曲线 331

10.3.4　水（气）氡的震兆异常 332

图10.34　水氡的长期异常典型实例（a）定襄泉水氡1985—1992年月均值动态曲线；（b）怀4井水氡1984—1992年月均值动态曲线 332

图10.35　水氡的中期异常实例（a）扎子沟井水氡1984年12月至1986年10月月均值动态曲线；（b）清水河泉水氡1995年1月至1996年12月日值动态曲线 333

图10.36　水氡的短期异常实例（a）洼里井水氡1969年6—7月日值动态曲线；（b）兴济井水氡1995年6—11月日值动态曲线；（c）八一井气氡1995年1月至1996年12月日均值动态曲线 335

图10.37　水氡的临震异常实例 335

10.3.5　水汞的震兆异常 336

10.3.6　其他测项的震兆异常 337

图10.38　水汞的中长期异常实例 337

图10.39　水汞的短临异常实例（a）五里营井水汞1989年1月至1990年4月日值动态曲线；（b）王4井水汞1995年1—12月日值动态曲线 337

图10.41 小汤山井溶解气H2的1989年1—12月日值动态曲线 338

图10.40　李沟井流量2000年1月至2003年11月日值动态曲线 338

图10.42　怀来土壤气CO2 1995年1—12月日值动态曲线 339

10.4　地下流体的干扰异常动态 340

10.4.1　地下流体的干扰异常概述 340

图10.43 惠山农药厂井水Cl－浓度1984年1—10月日值动态曲线 340

表10.7 地下流体动态中可能存在的干扰 340

10.4.2　台站观测环境变化引起的干扰异常 341

图10.44　昌平北大200号井区水文地质简图（a）平面图；（b）剖面图 342

图10.45 昌平北大200号井1987—1989年日均值动态曲线 343

图10.46　金湖井区地理简图 344

图10.47　金湖井水位与淮河入江水道水位动态对比图 345

图10.48　通州区井水位1996年1—7月日均值动态曲线 346

图10.49　通州区水文地质略图 347

图10.50　通州区井（TX）水位与新水源地抽水井（JG）水位动态对比图 347

图10.52　ZK10井三次注水压裂引起的ZK2井水位的异常变化 348

图10.51 汤坑水压致裂试验区地质简图 348

图10.53　ZK10井三次注水压裂引起的ZK12井水氡（a）、气氡（b）和土氡（c）的异常变化　 349

图10.54　渡口爆破引起的两个泉水氡动态的干扰异常（1971年5月） 350

图10.55 矿震引起的鲁15井水位的干扰异常 351

图10.56　万全井区地质图（a）与地质剖面（b）示意 352

图10.57 万全井水位1998—2000年日均值动态曲线 353

图10.58　丰镇井水位日动态曲线（a）2002年7月26—27日动态；（b）2002年8月4日09—11时动态 353

图10.59　小汤沟滑坡（a）活动引起的温泉水氡的干扰异常（b） 354

图10.60 泥石流活动引起的川07井水位的干扰异常（1995年） 354

10.4.3　其他成因的干扰异常 354

图10.62 双桥1井和双桥2井水位动态对比曲线 355

图10.61 双桥井水位的蠕变异常 355

图10.63　马17井井口改动前（a）、后（b）的水位日动态对比曲线 356

图10.64　马17井改动前（a）、后（b）的井口装置示意图 356

图10.65　万全井水位因泄流口堵塞引起的干扰异常 357

图10.67　邯6井水氡干扰异常 358

图10.66　延庆台水汞因操作不当引起的干扰异常 358

图10.68 邯6井抽水状态变化示意图（a）正常情况；（b）邯6井停泵检修情况 359

图10.69　塔院井水温的干扰异常 359

图10.70　塔院井扰动水位探头时新（178 m深）、老（272 m深）水温探头产出的动态对比（谷元珠提供）（a）老探头动态；（b）新探头动态 360

11　地下流体异常与地震预测 361

11.1　地震预测的现状 361

11.1.1　地震预测与预报的概念 361

表11.1 地震震级与能量关系 362

11.1.2　地震能否预测的争论 362

表11.2 我国大陆地震长期预测结果的检验 363

表11.3 2003年度我国大陆地震中期预测效果的检验 364

图11.1 2003年度全国地震重点危险区及同年发生的Ms≥5.0级地震震中分布图 364

11.1.4　地下流体学科预测地震的思路 365

表11.4 我国对破坏性地震预测的成功率统计 365

11.1.3　当前地震预测的能力和水平 365

图11.2 地下流体学科预测地震的工作步骤 366

11.2　地下流体异常的识别与震兆异常的落实 367

表11.5 地下流体观测的原始数据类别 367

11.2.1　观测数据的类别 367

11.2.2　观测数据的处理方法 368

图11.3 高村井水位时值（1982年1月）的多道维纳滤波处理及其结果（a）水位观测值动态；（b）应变固体潮理论值动态；（c）气压观测值动态；（d）多道维纳滤波输出的水位动态；（e）观测水位与处理后水位的差值 371

图11.4 兖州气压观测曲线（a）及经最佳滤波后的两种曲线（b和c） 372

图11.5 白塘口井水位月均值动态曲线（a）与卡尔曼滤波后的动态曲线（b） 372

表11.6 高村井水位调和分析结果 373

图11.6 高村井水位的频谱分析结果 374

表11.7 数据处理的问题及其方法 374

11.2.3　异常信息的提取方法 375

图11.7 永清井水氡动态及用方差分析识别出的异常 376

图11.8 通渭井水氡日值曲线（a）及3点剩余曲线（b） 377

11.2.4　异常落实与震兆异常信息的提取 378

图11.9 镇川堡井水位μ值动态及其震前异常 378

图11.10　唐山矿井水位2000年与2001年动态对比曲线 379

11.3.1　地震前兆机理概述 379

11.3　地下流体前兆异常的机理 379

图11.11　地震前兆的扩容-渗透模式示意图 381

图11.12　地震前兆的裂隙串通理论 382

11.3.2　地下流体前兆异常信息的生成机理 383

图11.13　含水层中岩（土）微分六面体及其应力和应变 384

图11.14　不同围压作用下砂岩空隙率的变化 385

表11.8 不同岩石在2 MPa压力作用下的体积变量（％） 385

图11.15　岩石三轴实验中，轴向应变（ε）的变化与孔隙压力（P）变化关系曲线 386

图11.16　花岗岩试件受压时氡射气量变化的实验曲线 387

图11.17　花岗岩试件受振动时氡射气量变化的实验曲线 388

11.3.3　地下流体前兆异常信息的传递机理 388

表11.9 不同周期的波动信息的时间滞后方程组 389

图11.18　孔隙压力波动信息在含水层传递过程中的变化 390

表11.10　异常信息传递过程中的变化特征表 391

图11.19　水化学异常信息在含水层中传递过程中的变化 391

图11.20　水氡脉冲型异常信息在含水层传递过程中的变化 391

11.3.4　地下流体前兆异常信息的表现机理 394

图11.21　井水位对含水层中孔隙压力变化信息的放大效应示意图 395

11.4　地震预测的方法 396

11.4.1　根据水位异常预测地震的方法 396

图11.22　井口装置对气氡动态特征的影响 396

表11.11 水位异常井分布范围与震级的关系 397

图11.23　两个强震前地下水异常的时空迁移现象（a）1989年大同Ms 6.1级地震；（b）1996年5月包头西Ms 6.4级地震 398

图11.24　二个强震前地下水异常数量的变化（a）1989年大同Ms 6.1级地震；（b）1996年5月包头西Ms 6.4级地震 399

图11.26　中国大陆东部地区异常井数量与震中距关系统计图 400

图11.25　包头西Ms 6.4级地震前地下流体异常的时空演化特征图（a）中短期阶段异常分布；（b）短临阶段异常分布 400

11.4.2　根据水氡异常预测地震的方法 401

表11.12　华北北部地区三个强震前不同井震距中地下水异常数量统计结果 401

表11.13　根据水氡异常预测震级的方法　 401

11.4.3　根据其他测项的异常预测地震的方法 402

11.4.4　地震预测的新方法 403

图11.27　华北北部地区1973—1977年间每半年的地下流体动态图像及其演化图 404

图11.28 豫01井1982—1983年水位潮汐响应比动态图 406

图11.29　耿马—澜沧Ms 7.2,Ms 7.6级地震前云南省水氡异常的多层次加速曲线图（a）异常的半年频次累加；（b）异常的月频次累加；（c）异常的旬频次累加 407

表11.14　我国高精度水温的部分异常一览表 408

11.4.5　地震预测的实例 409

表11.15　怀来断层气CO2异常一览表 409

图11.30　山西定襄泉水氡（a）和静乐井水位（b）1995—1998年间的高值异常及其与中强以上地震活动关系 410

图11.31　井水位高值异常的水位年升幅与降雨补给量关系图（a）三号地井；（b）静乐井；（c）玉田井 411

图11.32　唐山井水位高值异常与地下水开采量、年降雨量对比图 412

图11.33　1995—1997年间华北北部地区水位与水氡高值异常分布图 413

图11.34　1997年4—5月间北京地区三种气体的显著异常（a）太平庄气氡异常；（b）太平庄H2异常；（c）白浮的He异常 414

表11.16 延怀盆地区CHe与CH2背景值与异常值 415

图11.36　怀来断层气CO2的1997年1月至1998年4月日值动态曲线 415

图11.35　延怀盆地气体流动观测点及其异常分布 415

图11.37　张北地震前丰镇井水位的短临异常 417

图11.38　张北地震前地下流体异常数量的变化 417

图11.39　张北地震前地下流体异常在不同时段的空间展布图像 418

图11.40　张北地震前地下流体异常的时空迁移现象 419

12.1.1　求算含水层的水文地质参数 420

12.1　水位微动态信息的开发与利用 420

12　地下流体动态其他信息的开发与利用 420

表12.1 蒙哥马利县三口井观测含水层参数的计算结果 421

表12.2 6种岩性的含水层储水率（Ss）计算结果　 422

表12.3 我国井网4口井含水层基本参数计算结果 422

12.1.2　确定基岩含水层的裂隙特征 423

表12.4 查尔克河谷［加］6口井水位潮汐及由此计算得到的基岩裂隙特征 423

图12.1 含水层中裂隙方位（走向、倾角）与井水位M2,O1波潮汐特征的关系 424

12.1.3　确定区域应力场状态 424

图12.2 日本秋田Ms 7.7级地震引起的我国大陆井水位同震阶变场 425

表12.5 日本秋田Ms 7.7级地震时我国大陆33口井水位观测层应力状态的变化 425

图12.3 1992年6月28日兰德斯Ms 7.3级地震前长谷地区井水位与钻孔体应变同震效应的对比 426

表12.6 川滇地区井水位对昆仑山口西Ms 8.1级地震的同震阶变一览表 427

图12.4 川滇地区井水位对昆仑山口西Ms 8.1级地震的同震阶变响应分布图 427

12.1.4　监测断层的现今活动 428

图12.5 在圣安德列斯断层带断层蠕动与井水位变化对比观测结果 429

表12.7 圣安德列斯断层蠕动与井水位变化特征对比表 429

图12.6 断层蠕动位置不同引起的断层蠕动与井水位变化的不同关系 429

图12.7 加洛克断裂活动引起的井水位“尖锋”式异常变化 430

12.2　地下水对多种地球物理观测信息的影响 431

12.2.1　地下水对重力观测信息的影响 431

12.2.2　地下水对地壳形变观测信息的影响 432

图12.8 京津唐地区1976年潜水位变化引起的重力干扰异常场 432

图12.9 沧州地区1980—1984年间地下水位下降与地面沉降曲线对比图（a）任丘；（b）保唐；（c）沧州 433

图12.10 西安市地面沉降图（a）与开采引起的地下水降落漏斗区（b）（据易学发1982） 433

图12.11　大灰厂台形变与降雨量关系图 434

表12.8 大同市地下水开采引起的地面沉降计算与观测结果 434

图12.12　渡口市五交化公司地面升降与降雨量、蒸发量对比图 435

图12.13　大灰厂跨断层形变观测场地的地质剖面及地下水影响示意图 436

图12.15　琼中台1981年5—7月钻孔水位与电感应力动态对比图 437

图12.14　蓟县台抽水对地倾斜干扰试验结果 437

图12.16　嘉峪关台井水位与地电阻率动态对比 438

12.2.3　地下水对地电磁观测信息的影响 438

图12.17　加尔姆试验场中地磁与地下水位关系试验（a）试验场中地磁测点布局；（b）地磁与河水位动态对比（1978年4—10月） 439

12.3　断层带排气信息与隐伏断裂探测 440

12.3.1　断层带排气及其观测概述 440

图12.18　意大利富希纳盆地中断层气探测结果图 441

图12.19 断层活动强度（a）及其与气体释放量（b）的对比 442

12.3.2　已知断层上的断层气探测 442

图12.21 延吉市某工地地质剖面与测氡曲线 443

图12.20　夏垫断层潘各庄测线与气汞和土汞的异常 443

表12.9　延吉市某工地断层带上土氡的基本特征 444

12.3.3　隐伏断层上的断层气探测 444

图12.22　黄土窑断裂测汞测线的布设及探测结果 444

图12.23　黄骅凹陷区断层气测线布设及探测结果（a）测线布设；（b）羊二庄断裂西刘庄C测汞剖面；（c）羊二庄断裂羊二庄D测汞剖面；（d）探测区石油地震勘探解析 446

12.3.4　影响断层气测值的因素及其分析 447

图12.24　益都断裂及其测氡剖面上的异常 447

图12.25　唐山断层带的CO2与H2测线布设与探测结果 448

表12.10　不同采样方式壤中气汞量测量结果对比 449

图12.26　不同取样深度的样品中土壤吸附汞测值变化的对比图 449

图12.27　地温对断层气Hg(a),CO2与O2（b）测值的影响 450

图12.28　降雨对土壤中气汞测值影响的试验观测结果 451

表12.11　利用断层气探测活断层的气体测项及仪器要求 452

12.3.5　断层气探测隐伏断裂的技术方法 452

参考文献 454

名词索引 464

后记 496