土壤氡气探测

地球化学探查是隐伏区活动断裂探测中采取的一项重要的手段，尤其是在隐伏断裂初步定位中起到了先锋作用。在地面调查和物探工作的基础上，我们对沙湾断裂带中段鱼窝头区域隐伏断裂上部氡（Rn）气浓度进行测量，查明研究区土壤中氡气浓度水平，圈定土壤氡气浓度异常点带，初步分析、判定土壤氡气浓度异常产生的原因，研究其分布规律，达到对第四系覆盖区隐伏断裂的位置、方向的控制，并与物探方法进行对比，为下一步活动性强弱的对比研究工作提供依据。

（一）土壤氡气浓度剖面测量

1．测量仪器

土壤氡气测量仪器为FD－3017Ra A测氡仪，该仪器为一种瞬时测氡仪，灵敏度为0．17Bq／L。

2．测量方法与技术

所有测线的布设遵循尽量垂直于断层走向的原则，并尽量选择历史较长的土路，避开垃圾填埋场地及潜水位埋藏较浅的地方；野外测量都是在天气晴朗、地表干燥的环境下进行的，以保证测量值的准确性。

先选取测试点，采用专用钢钎打孔，孔的直径为20～40mm，深度为600～800mm，然后将头部有气孔的取样器插入其中并密封地表。取样前，先抽取一些气体并排掉，用以排除取样器内、取样器与抽气筒连接的胶皮管内的外来气体，然后用抽气筒抽1．5L土壤气体，加2min高压进行氡的富集，之后进行2min的测量，读取脉冲计数。

3．测线分布

研究区位于番禺以南、顺德以东区域，为第四纪冲积平原，河道广布，北西侧大乌岗、南东侧黄山鲁为志留系花岗岩所成山体。受沙湾断裂带的影响，研究区内断裂均为北西向断裂构造，所以土壤氡气浓度剖面测量线路均布置为北东向，且首尾相连以期控制沙湾断裂带中段三条断裂——陈村断裂、沙湾断裂、大乌岗断裂，共计测线7条，分别为6号、7号、8号、15号、21号、22号、23号，测点1210个，全长8．03km，如图4－50所示。

4．数据处理

在统计的点数不够多的情况下（少于100个），可采用算术平均法计算该剖面线路的土壤氡气浓度背景值和均方差；在统计的点数足够多的情况下（大于100个），通过做累积频率曲线图来确定土壤氡气浓度背景值。根据中国地震局活动断层探测标准（DB／T14—2009），各测项异常下限值宜为该项的均值与1～4倍均方差之和，超出此下限值时应判定为可能存在活动断层的地球化学异常。根据此次的实际工作情况，取异常下限值为均值与2倍均方差之和。数据处理结果如表4－7。

表4－7 测量剖面线土壤氡浓度的背景值和均方差

（二）测量结果讨论

图4－60 6号测线土壤氡气浓度测量曲线及异常带图

最终，按照测量结果，特选定异常强烈及与隐伏断裂密切相关的6号、8号、15号、21号及22号测线进行讨论。

6号测线位于榄核镇以东子沙村（图4－60），土壤氡气浓度背景值为2．3k Bq／m3，从30m处开始出现异常，到90m处逐渐消失，90m之后呈点状分布，1＃异常带位于30～90m，宽度为60m，均值8．4k Bq／m3， 3．7倍于背景值，2＃异常带中异常呈个别点状，均值为5．0k Bq／m3，2．2倍于背景值，该剖面线最大土壤氡气浓度值位于1＃异常带，为31．2k Bq／m3，是背景值的13．6倍。在测线中，西侧异常密集，根据氡气异常变化，1＃异常带中4—15号点处为推测陈村断裂F008隐伏区位置。

8号测线土壤氡气浓度背景值为2．3k Bq／m3，从起点至250m处，出现异常带，但多呈点状分布，仅100～160m处集中出现，宽度约为60m，4＃异常带均值7．0k Bq／m3，3．0倍于背景值，另外从480m处至1520m密集分布，异常反映明显，宽度约为1km，尤其是在1500m处出现峰值，为34．2k Bq／m3，是背景值的14．9倍，5＃异常带均值5．0k Bq／m3，2．2倍于背景值（图4－61）。此测线异常点带密集，可能集中反映沙湾断裂分支陈村断裂F007于该处通过且倾向南西的特点。

图4－61 8号测线土壤氡气浓度测量曲线及异常带图

如图4－62所示，15号测线位于大岗镇灵山北，土壤氡气浓度背景值为2．7k Bq／m3，线路自50m出现异常，至150m异常消失，宽度约为100m，在此6＃异常带上均值为5．5k Bq／m3，2．0倍于背景值，仅个别点位超出异常下限；测线自500m至终点出现异常，宽度约为50m，8＃异常带均值9．1k Bq／m3，3．4倍于背景值，是因为该剖面线最大土壤氡气浓度值为22．9k Bq／m3，位于此测线；而在此测线中段374～450m出现异常，宽度为75m，所在7＃异常带均值5．1k Bq／m3，1．9倍于背景值，15号测线东侧即为沙湾断裂隐伏区域，与8号测线类似，位于江的西岸，虽长度小但异常点带密集，也反映出沙湾断裂F008上部氡（Rn）气分布的特点。

图4－62 15号测线土壤氡气浓度测量曲线及异常带图

21号测线位于东涌镇鱼窝头北西侧（图4－63），土壤氡气浓度背景值为6．5k Bq／m3，西侧即为推测沙湾断裂通过区域，从起点到650m处，出现异常带，其中尤以240～330m最为集中，带宽约为90m，此13＃异常带位于测线西侧，为推测沙湾断裂隐伏区域，均值为14．4k Bq／m3，2．2倍于背景值；14＃异常带均值7．4k Bq／m3，1．1倍于背景值，8＃异常带均值10．9k Bq／m3，1．7倍于背景值。该剖面线最大土壤氡气浓度值为66．1k Bq／m3，是背景值的10．2倍。在21号测线中，60号点位以西的异常点密集，以东较长距离低于异常，最东部到达高速公路才出现较小范围的异常带，反映出人为干扰的特点，根据氡气异常变化的趋势，13＃异常带中35—50号点处为推测青萝帐断裂F009位置。

图4－63 21号测线土壤氡气浓度测量曲线及异常带图

22号测线位于东涌镇鱼窝头北侧（图4－64），土壤氡气浓度背景值为5．9k Bq／m3，测线西侧异常是以点状分布为主，在70m、180m、385m、540m、570m处出现点状异常，10＃异常带均值为12．1k Bq／m3， 11＃异常带均值为9．9k Bq／m3，相对偏低；从770m处出现异常，至1270m处异常消失，带宽约500m，最大土壤氡气浓度值为52．5k Bq／m3，此12＃异常带均值为13．0k Bq／m3，2．2倍于背景值。22号测线东侧即为大石断裂F010隐伏区域，且异常点带密集，尤其是东侧110—180号点处，为推测断裂位置。

图4－64 22号测线土壤氡气浓度测量曲线及异常带图

从上述土壤氡气浓度测量研究表明，各测线均有氡气异常显示，该种方法可以作为珠江三角洲隐伏区确定隐伏断裂的方法之一。

图4－65为各测线与推测断裂相对位置关系，根据本次对沙湾断裂带中段土壤氡气浓度测量成果，断裂经过地区土壤氡气浓度一般介于4～30k Bq／m3区间，高于广州地区土壤氡气浓度背景值（8k Bq／m3）， 6号测线的西侧为陈村断裂通过区域；21号测线的西侧为蕉门水道断裂通过区域，且其峰值为66．1k Bq／m3，是背景值的10．2倍，22号测线东侧为大乌岗断裂的通过区域，该剖面线最大土壤氡气浓度值为52．5k Bq／m3，是背景值的8．9倍，反映出断裂部分呈几何分布；推测断裂通过位置，有待进一步进行验证，并对其倾向、倾角进行判断。

图4－65 土壤氡气浓度测线与推测断裂相对位置图

断层气峰值的高低，除受断裂活动的控制外，还受到第四纪岩层厚度、地层结构、湿度等多种因素的影响，因此对于断裂的活动性研究，尚需进行定点重复观测，或结合其他探测手段综合分析。