Distribution characteristics of soil mercury in Anninghe fault zone
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摘要: 对安宁河断裂带地表破裂带土壤的总汞（THg）、总有机碳（TOC）和主量元素的含量进行了研究。结果表明，在小庙和紫马跨地表破裂带测线上，土壤THg与土壤气Hg含量的峰值位置较为一致，能够指示出断裂带释放Hg的通道位置。小庙、羊福山、野鸡洞和紫马跨地表破裂带土壤垂向剖面上THg与TOC的相关系数表明，TOC是影响土壤THg含量的重要因素。通过土壤THg与TOC，THg与化学蚀变指数（CIA）的相关系数以及THg含量的垂向分布模式，识别出安宁河断裂带土壤THg剖面的干扰来源、背景来源和断裂带脱气来源，为分析Hg的分布特征与构造活动之间的关系提供参考依据。Abstract: In this paper, the concentrations of total mercury, total organic carbon and major elements of soil in the surface rupture zone of Anninghe fault zone were analyzed. The results showed that the peak distribution of total mercury was consistent with that of soil gas mercury in Xiaomiao and Zimakua area, which may reveal the channel location of mercury released from the fault. The correlation coefficient between total mercury and total organic carbon in the soil vertical profiles of Xiaomiao, Yangfushan, Yejidong and Zimakua indicated that, total organic carbon was an important factor to control the distribution of total mercury concentration in the soil. The correlation coefficient among total mercury, total organic carbon and CIA index and vertical distribution of mercury concentration indicated that the sources of mercury in the soil profiles were affected by interference, background and the fault degassing. This study provides a reference for analyzing the relationship between distribution of mercury and tectonic activity.
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Keywords:
- mercury /
- Anninghe fault zone /
- soil /
- TOC /
- weathering degree
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引言
通过观测断裂带土壤和地下水等介质中Hg含量的变化，可了解断裂通道开启状况以及地壳内部应力应变状态等信息（金仰芬等，1987；Zhang et al，2014；Yang et al，2015）。目前主要通过土壤气Hg的变化特征研究断层的活动状态（Zhou et al，2010），例如：首都圈活动断裂带土壤气Hg浓度和通量呈东高西低的变化趋势，这与上地壳物质结构、深部气体补给和地震活动逐渐增强等趋势相一致（王喜龙等，2017）；构造活动区土壤气Hg浓度明显高于外围地区（周晓成等，2017）。土壤作为Hg的主要汇聚地，地震断裂带土壤中Hg的主要补给源是区域背景、表层环境干扰以及断裂深部补给等，三种补给源作用下的Hg相态转化、吸附与解吸附过程及影响因素相对复杂。研究表明土壤易受到环境中Hg污染（例如人为Hg排放，尤其是大气Hg沉降和土地施用化肥）的影响，导致在土壤中观测到较高的Hg异常现象（Li et al，2012）。有机物质和铁锰氧化物等是影响Hg含量的重要因素之一（Yan et al，2008），而Hg与总有机碳（total organic carbon，简写为TOC）的强相关性亦表明有机物在吸附和存储Hg的过程中具有重要作用（Bindler et al，2012；Deison et al，2012；Dai et al，2013）。目前地震断裂带上开展的土壤Hg研究，在断裂带不同位置和不同深度土壤总汞（total mercury，简写为THg）的分布特征、TOC等因素对Hg富集的影响程度、土壤THg与土壤气Hg之间的Hg源转化和控制因素等方面较为薄弱，同时在识别Hg的不同补给源上存在一定难度，这使得利用Hg异常判定断层活动受到一定影响。进一步开展上述研究工作，有助于深入了解Hg的运移和富集及其与构造活动的关系。
安宁河断裂带是川滇活动块体东部边界上的重要活动断裂，是川滇中强地震集中发生区。该断裂在历史上发生过一系列破坏性地震，例如1536年西昌—冕宁间的M7½地震、1850年西昌附近的M7½地震和1913年冕宁附近的M6.0地震，显示出该断裂上地震活动频度大、能量大，同时闭锁断裂段研究结果也表明安宁河断裂带强震或大地震的中-长期潜势值得重视（闻学泽等，2008）。安宁河断裂带是研究断裂带Hg地球化学特征的天然试验场地，因此本文拟通过对安宁河断裂带典型地表破裂段的土壤研究，获取不同位置和不同深度处土壤的THg含量，分析其分布特征和影响因素，以期揭示断裂带Hg的地球化学特征。
1. 区域地质概况
川滇活动地块东边界的主断裂带由鲜水河、安宁河、则木河和小江等4条左旋走滑断裂组成，是西南地区地震最频繁的活动断裂带（闻学泽等，2008）。安宁河断裂带是该活动断裂带的重要组成部分，其位于四川省西南部西昌至石棉区域，地处亚热带；该断裂带也是古生代—中生代不同构造单元的分界线，其西侧为变质杂岩和岩浆岩带，东侧为中新生代沉积盆地（路鹏等，2012）。晚第四纪活动的安宁河断裂带长约150—160 km，具有明显的分段特征。冕宁一带为南北两段的分段边界，断裂北段从石棉县的田湾至冕宁县北，是由一系列次级断层组成的以左旋左阶为主的逆走滑断裂，平面结构简单；南段从冕宁至西昌，由一系列次级断层斜列、断续延伸组成两条近平行的断裂（裴锡瑜等，1997；闻学泽，2000；冉勇康等，2008）。
安宁河断裂带北段晚第四纪地表破裂主要分布在紫马跨、野鸡洞和大海子—干海子等地（冉勇康等，2008）；该断裂带南段的高窑和沙尔及安宁河断裂带与则木河断裂带交界处的羊福山、大坪子、小庙等地存在地表破裂带（闻学泽等，2007；程建武等，2010）。本文根据安宁河断裂带地表破裂带情况，拟在安宁河断裂带南段的小庙和羊福山、北段的野鸡洞和紫马跨地表破裂带开展土壤THg的研究工作。
2. 样品采集与测试
2.1 土壤气测量与样品采集
通过跨断层土壤气和区域地质构造情况，能够判断断层脱气的通道位置，为土壤样品采集位置提供依据。在小庙、羊福山、野鸡洞和紫马跨等4个地表破裂带处（图1）开展了断层土壤气Hg的测量工作。每个地表破裂带处布设跨断层测线，每隔约10—15 m布设一个采样孔。土壤取气钻密封在孔径约为30 mm、土壤深度为80 cm左右的采样孔上，连接Lumex RA915M测Hg仪测量土壤气Hg的浓度，气Hg浓度测量值稳定后读取其最大值（Sun et al，2017）。Lumex RA915M测Hg仪使用内置的Hg源进行校准，误差小于5%。
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图 1 安宁河断裂带和采样点位置图Figure 1. Geologic map of the Anninghe fault zone and sampling sites采集小庙和紫马跨两个测点的跨断层测线上的土壤，采样深度约为70—80 cm。在小庙、羊福山、野鸡洞和紫马跨等4个地表破裂带，采集了4个土壤垂向深度剖面，深度约为70—90 cm，每隔10 cm采集一个混合土壤样品。4个土壤垂向深度剖面气Hg含量测量值分别为85，60，159，359 ng/m3。同时采集区域基岩样品，所有样品均保存在密封的聚乙烯袋内，避免取样过程中的污染。样品在洁净实验室内干燥，随后混合，参照土壤成分分析国家标准物质（GBW07403，GBW07423）的粒度将样品研磨至≤74 μm的粉末，以用于测试分析。
2.2 土壤样品测试
THg含量测试所使用的仪器为Lumex RA915+Hg测试仪及配件RP-91C。该仪器采用冷原子吸收光谱分析法，使用热解装置高温热解样品，使样品中的Hg原子化，利用Hg原子蒸汽对254 nm共振发射线的吸收来进行分析，无需样品的酸化处理；仪器的检测限为0.5 ng/g。仪器测试标准曲线使用中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研制的国家土壤和岩石标准样品。每个样品至少测试两次。质量控制上进行了空白和标准物质（GBW07403和GBW07423）的测试。GBW07403的Hg标准值为（60±4） ng/g，实验过程中测得的平均值为（58±5） ng/g （SD，n＝14）；GBW07423的Hg标准值为（32±3） ng/g，实验过程中测得的平均值为（34±2） ng/g （SD，n＝4）。
样品用稀盐酸消解后，使用LECO CS844红外碳硫分析仪检测TOC含量。仪器的检测范围为0.02%—100%，测量误差＜5%。样品加入包含硝酸锂在内的助熔剂，经充分混合高温熔融后，使用Philips PW2404 X荧光光谱仪测试主量元素，同时称取另一份样品在1 000℃下测定烧失量（loss on ignition，简写为LOI）。实验过程中插入标准样品进行质量控制。
3. 结果
3.1 跨断层土壤测线
小庙土壤测线结果显示，土壤气Hg含量的变化范围为2—451 ng/m3，土壤THg含量的变化范围为8.4—36.5 ng/g，土壤TOC的变化范围为0.06%—0.48% （图2），土壤MnO含量的变化范围为0.06%—0.10%，土壤总Fe2O3 （TFe2O3）含量的变化范围为4.11%—5.95% （表1）。
表 1 安宁河断裂带小庙（XM）和紫马跨（ZMK）跨断层土壤样品数据Table 1. Soil samples data of Xiaomiao （XM） and Zimakua （ZMK） across the Anninghe fault zone样品编号 TFe2O3含量 MnO含量 样品编号 TFe2O3含量 MnO含量 XM-1 4.45% 0.09% ZMK-1 7.56% 0.15% XM-2 4.80% 0.09% ZMK-2 8.05% 0.18% XM-3 5.02% 0.08% ZMK-3 7.08% 0.09% XM-4 5.38% 0.08% ZMK-4 7.26% 0.18% XM-5 5.95% 0.10% ZMK-5 7.91% 0.12% XM-6 5.73% 0.09% ZMK-6 6.51% 0.09% XM-7 5.14% 0.07% ZMK-7 7.13% 0.09% XM-8 4.98% 0.06% ZMK-8 4.82% 0.09% XM-9 4.63% 0.07% ZMK-9 – – XM-10 4.35% 0.08% ZMK-10 – – XM-11 4.11% 0.08% ![]()
图 2 小庙跨断层土壤气Hg （a）、土壤THg （b） 和TOC （c） 的含量分布图Figure 2. The concentration distribution diagram of gas Hg （a），THg （b） and TOC （c） in soil across Anninghe fault zone in Xiaomiao area研究表明Hg易受到有机物质和铁锰氧化物等的影响（Yan et al，2008；Deison et al，2012）。使用相关系数r分析各参数间的关系，当−1≤r＜0时，两个变量之间为负线性相关；当0＜r≤1时，两个变量之间为正线性相关；当|r|≥0.8时，两个变量之间高度相关；当0.5≤|r|＜0.8时，两个变量之间中度相关；当0.3≤|r|＜0.5时，两个变量之间低度相关；当|r|＜0.3时，两个变量之间不相关（贾俊平等，2018）。小庙测线上土壤THg与Mn和Fe的相关系数分别为0.29和0.46，土壤THg与TOC的相关系数为0.44，表明Mn对THg含量的变化无影响，Fe和TOC对土壤THg含量的影响较弱。
小庙测线上土壤THg的最高含量为36.5 ng/g （图2b），稍高于该区域基岩的THg含量（30.5 ng/g），其余采样点THg含量均低于基岩THg含量，如断层两侧（XM-1，XM-11）土壤THg的含量分别为15 ng/g和10 ng/g，而且小庙研究区的土壤THg含量明显小于西昌辖区内农田土壤THg的含量（变化范围为22—185 ng/g，平均值为94 ng/g）（汪春华，2016），说明小庙土壤THg含量以背景变化为主，基岩风化可能是Hg的重要来源。测线上土壤气Hg与土壤THg的峰值分布形态较为一致，均在XM-9位置出现高值（图2a，b），揭示出XM-9位置可能为断裂带地下气Hg的主要释放通道。
紫马跨土壤测线结果显示，土壤气Hg的变化范围为12—359 ng/m3，土壤THg的变化范围为54.5—120 ng/g，土壤TOC的变化范围为0.76%—4.62%，土壤中MnO含量的变化范围为0.09%—0.18%，TFe2O3含量的变化范围为4.82%—8.05% （图3，表1）。THg与Mn和Fe的相关系数分别为−0.36和0.04，土壤THg与TOC的相关系数为0.78，说明Mn和Fe不是控制土壤THg含量变化的主要因素，而TOC的吸附作用是控制土壤THg的主要因素。紫马跨测线上土壤THg含量明显高于该区域基岩THg含量（6.2 ng/g），测线上土壤气Hg和土壤THg的最大值分布位置一致，位于断层陡坎位置（图3a，b），说明该位置Hg的来源与断层排气作用有关。
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图 3 紫马跨跨断层土壤气Hg （a）、土壤THg （b） 和土壤TOC （c） 的含量分布图Figure 3. The concentration distribution diagram of gas Hg （a），THg （b） and TOC （c） in soil across Anninghe fault in Zimakua area3.2 土壤深度剖面
安宁河断裂带上4个土壤剖面的结果（图4）显示，小庙土壤剖面的THg含量为8.6—28.5 ng/g，TOC含量为0.12%—0.94%；羊福山土壤剖面THg含量为12—27.5 ng/g，TOC含量为0.15%—1.24%；野鸡洞土壤剖面THg含量为20—90 ng/g，TOC含量为0.49%—3.64%；紫马跨土壤剖面THg含量为92.5—125 ng/g，TOC含量为2.54%—6.95%。小庙剖面、羊福山剖面和野鸡洞剖面上随着土壤深度的增加，THg含量降低，其变化趋势同TOC的变化一致（图4），3个剖面上THg与TOC之间的相关系数分别为0.98，0.93和0.91，说明TOC是控制浅层土壤不同深度处THg含量分布的主要影响因素。而紫马跨土壤剖面THg与TOC的相关系数为0.44，明显小于小庙、羊福山和野鸡洞土壤剖面的相关系数，但是其THg含量较高，可能是由于紫马跨剖面上Hg源补给含量较高，使得TOC对Hg的吸附能力处于饱和状态。
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图 4 安宁河断裂带土壤剖面THg （圆点）和TOC （三角形）含量分布图（a） 小庙；（b） 羊福山；（c） 野鸡洞；（d） 紫马跨Figure 4. Distribution of THg （dots） and TOC （triangles） concentration of soil profiles in Anninghe fault zone（a） Xiaomiao；（b） Yangfushan；（c） Yejidong；（d） Zimakua为了对比土壤剖面不同深度处的风化程度对Hg的影响，使用化学蚀变指数（chemical index of alteration，简写为CIA）判定土壤风化程度（Nesbitt，Young，1982）。CIA的计算公式为
$ {\rm{CIA}} {\text{＝}} \left[ \frac{{\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}}{\left( {{\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3} {\text{＋}} {\rm{Ca}}{{\rm{O}}^*} {\text{＋}} {{\rm{K}}_2}{\rm{O}} {\text{＋}} {\rm{N}}{{\rm{a}}_2}{\rm{O}}} \right)} \right]{\text{×}}100{\text{，}} $
(1) 式中，主成分以摩尔分数表示，CaO*的校准方法参照McLennan （1993）。当CIA值介于50—65之间，反映出寒冷干燥气候条件下的低等化学风化程度；介于65—85之间，反映出温暖湿润条件下的中等化学风化程度；介于85—100之间，反映出炎热、潮湿的热带亚热带条件下的强烈的化学风化程度（冯连君等，2003）。小庙土壤剖面的CIA值变化范围为70.08—73.17，羊福山土壤剖面为66.84—72.73，野鸡洞土壤剖面为53.58—57.21，紫马跨土壤剖面为63.72—70.54 （表2），除野鸡洞土壤剖面为低等化学风化外，其它3个剖面均为中等化学风化程度。小庙、羊福山、野鸡洞和紫马跨土壤剖面的CIA与THg的相关系数分别为−0.91，−0.64，0.40和−0.22，所显示的相关性分别为高度相关、中度相关、低度相关和不相关，表明其背景风化来源的差异性。小庙土壤剖面的THg与CIA高度相关，随土壤深度的增加，Hg的表层干扰来源减少，Hg的风化来源增加。4个土壤剖面中，紫马跨土壤剖面Hg的风化来源最少。
表 2 安宁河断裂带土壤剖面样品数据Table 2. Data of soil profile samples in the Anninghe fault zone位置 采样深度/cm Al2O3含量 CaO含量 K2O含量 Na2O含量 CIA 小庙 90 15.16% 0.52% 2.74% 1.12% 72.46 80 14.66% 0.49% 2.70% 1.09% 72.30 70 14.75% 0.49% 2.66% 1.10% 72.52 60 14.96% 0.46% 2.69% 1.05% 73.17 50 14.26% 0.49% 2.64% 1.09% 71.98 40 13.94% 0.50% 2.62% 1.12% 71.35 30 14.06% 0.55% 2.56% 1.18% 71.08 20 14.26% 0.61% 2.56% 1.24% 70.63 10 14.65% 0.69% 2.62% 1.31% 70.08 羊福山 90 11.46% 0.20% 2.92% 0.55% 72.09 80 11.30% 0.20% 2.80% 0.53% 72.55 70 10.94% 0.18% 2.72% 0.50% 72.73 60 10.40% 0.18% 2.71% 0.46% 72.10 50 10.04% 0.16% 2.73% 0.45% 71.54 40 9.35% 0.17% 2.67% 0.43% 70.49 30 9.17% 0.16% 3.11% 0.48% 67.30 20 9.24% 0.18% 3.15% 0.51% 66.84 10 9.37% 0.20% 2.91% 0.52% 68.16 野鸡洞 90 13.26% 1.00% 4.77% 2.73% 53.58 80 13.79% 1.20% 4.69% 2.34% 55.35 70 13.37% 1.11% 4.35% 1.98% 57.21 60 15.12% 1.37% 4.69% 2.34% 56.94 50 13.22% 1.32% 4.22% 1.92% 56.59 40 13.89% 1.28% 4.70% 2.17% 55.80 30 12.78% 1.21% 4.28% 1.96% 55.92 20 14.34% 1.42% 4.49% 2.31% 56.02 10 12.92% 1.32% 4.34% 2.18% 54.70 紫马跨 70 17.54% 2.42% 1.68% 1.81% 69.28 60 17.00% 2.45% 1.62% 1.78% 69.06 50 17.63% 2.18% 1.69% 1.68% 70.54 40 14.80% 2.22% 1.55% 1.76% 66.45 30 14.25% 2.55% 1.51% 1.87% 64.65 20 14.53% 2.48% 1.56% 1.97% 64.00 10 14.55% 2.34% 1.63% 1.98% 63.72 土壤深度剖面中Hg含量的分布存在3种模式：一是以Hg含量为背景值，Hg含量垂向分布基本均一，称为正常场地段（图5a）；二是存在外来干扰Hg源，垂向影响深度达50 cm，当深度大于等于50 cm时，迅速降为背景值，称为干扰异常地段（图5b）；三是由各类金属矿床、油气藏、岩浆活动和断裂构造所引起的Hg含量异常，土壤Hg含量垂向变化不大，基本是均一的，称为生根异常地段（图5c）（胡振清，1991）。对于断裂构造，在土壤垂直深度剖面上，若50—100 cm与小于50 cm深度的Hg含量均较高且基本吻合者，为生根异常；若二者含量不吻合或深部异常消失，说明小于50 cm深度获得的土壤Hg含量为干扰异常（胡振清，1991）。结合CIA与THg的相关性，小庙、羊福山、野鸡洞和紫马跨4个土壤剖面THg背景来源存在差异性，其中紫马跨土壤垂向剖面为生根异常地段，可能是断裂构造引起了Hg含量异常。
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图 5 土壤Hg含量垂向分布示意图（据胡振清，1991）A为A层土壤，B为B层土壤，H为土层深度，h为干扰异常影响深度（a） 正常场地段；（b） 干扰异常地段；（c） 生根异常地段Figure 5. The sketch map of vertical distribution of Hg concentration in soil （after Hu，1991）A represents A layer of soil；B represents B layer of soil；H represents the soil depth；h represents the soil influence depth of disturbance. （a） Hg normal section；（b） Hg abnormal section due to surface disturbance；（c） Hg abnormal section with underground supply4. 讨论与结论
本文研究表明，安宁河断裂带小庙和紫马跨区域两条测线上土壤THg与土壤气Hg含量的峰值位置相对一致，指示出断裂带释放Hg的主要通道位置。土壤THg与TOC的高相关系数说明，TOC是控制浅层土壤不同深度THg含量分布的主要影响因素。土壤THg与CIA的相关系数识别出了安宁河断裂带小庙、羊福山、野鸡洞和紫马跨地区4个土壤剖面Hg的岩石风化来源特征。土壤THg含量的垂向分布模式识别出了土壤THg含量受区域背景、环境干扰和断裂带脱气作用影响下的分布特征。以上研究结果为定性地解析断裂带Hg源提供了一定依据。
前人的研究表明，在地热区，地震活动引起地下介质的渗透性增加，导致地下热水或岩浆中挥发的气体到达浅层，而其携带的Hg运移到地表则形成Hg的高值现象（Varekamp，Buseck，1984）。在地震断裂带，由于断层及附近岩体破碎，孔隙和裂隙发育，地下水和生物作用强烈，通过断裂带排气作用和热液流体运移上来的Hg以及孔隙和裂隙中吸附的Hg形成Hg异常带（Zhang et al，2014；Yang et al，2015）。2008年汶川MS8.0地震后开展的汶川地震断裂带科学钻探研究表明，在地下深部同震破碎带上存在THg和TOC的高含量异常带（Yang et al，2015）。本文表层土壤亦观测到THg与TOC的正相关性，表明有机质含量较高的断层位置，TOC吸附作用是控制土壤THg含量分布的重要因素。前人的研究表明了断裂带的活动状态，如断层的滑动速率、闭锁深度、愈合程度等因素，会导致浅地表中气Hg的富集程度存在差异（Sun et al，2017）。基于TOC能够吸附Hg的这一特征，断裂带土壤THg能够反映出一段时间内地下气Hg的释放和吸附程度，进而表明断层活动状态。
本文研究结果为分析断裂带Hg的运移富集特征及其来源判定提供了初步依据。由于本文开展的工作受到土壤剖面数量和采样位置的限制，尚不足以详细地勾勒出区域断裂Hg的释放情况，对于深入研究断裂带不同位置处土壤Hg的分布特征及揭示安宁河断裂带不同区段的构造活动特征，存在一定的局限性。进一步开展多期次断层不同位置和不同深度采样点土壤样品的研究，构建断裂带土壤Hg的三维分布模式和时间序列，同时利用Hg同位素技术定量地识别Hg的不同来源，能够详细地勾画出断裂带Hg的运移和富集过程，从而揭示出安宁河断裂带土壤Hg与构造活动之间的关系。
中国地震局地壳应力研究所李安副研究员、黑龙江省地震局李继业和康健高级工程师在采样过程中提供了帮助，审稿人对本文提出了宝贵的意见，作者在此一并表示衷心的感谢。
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图 1 安宁河断裂带和采样点位置图
Figure 1. Geologic map of the Anninghe fault zone and sampling sites
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图 2 小庙跨断层土壤气Hg （a）、土壤THg （b） 和TOC （c） 的含量分布图
Figure 2. The concentration distribution diagram of gas Hg （a），THg （b） and TOC （c） in soil across Anninghe fault zone in Xiaomiao area
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图 3 紫马跨跨断层土壤气Hg （a）、土壤THg （b） 和土壤TOC （c） 的含量分布图
Figure 3. The concentration distribution diagram of gas Hg （a），THg （b） and TOC （c） in soil across Anninghe fault in Zimakua area
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图 4 安宁河断裂带土壤剖面THg （圆点）和TOC （三角形）含量分布图
（a） 小庙；（b） 羊福山；（c） 野鸡洞；（d） 紫马跨
Figure 4. Distribution of THg （dots） and TOC （triangles） concentration of soil profiles in Anninghe fault zone
（a） Xiaomiao；（b） Yangfushan；（c） Yejidong；（d） Zimakua
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图 5 土壤Hg含量垂向分布示意图（据胡振清，1991）
A为A层土壤，B为B层土壤，H为土层深度，h为干扰异常影响深度（a） 正常场地段；（b） 干扰异常地段；（c） 生根异常地段
Figure 5. The sketch map of vertical distribution of Hg concentration in soil （after Hu，1991）
A represents A layer of soil；B represents B layer of soil；H represents the soil depth；h represents the soil influence depth of disturbance. （a） Hg normal section；（b） Hg abnormal section due to surface disturbance；（c） Hg abnormal section with underground supply
表 1 安宁河断裂带小庙（XM）和紫马跨（ZMK）跨断层土壤样品数据
Table 1 Soil samples data of Xiaomiao （XM） and Zimakua （ZMK） across the Anninghe fault zone
样品编号 TFe2O3含量 MnO含量 样品编号 TFe2O3含量 MnO含量 XM-1 4.45% 0.09% ZMK-1 7.56% 0.15% XM-2 4.80% 0.09% ZMK-2 8.05% 0.18% XM-3 5.02% 0.08% ZMK-3 7.08% 0.09% XM-4 5.38% 0.08% ZMK-4 7.26% 0.18% XM-5 5.95% 0.10% ZMK-5 7.91% 0.12% XM-6 5.73% 0.09% ZMK-6 6.51% 0.09% XM-7 5.14% 0.07% ZMK-7 7.13% 0.09% XM-8 4.98% 0.06% ZMK-8 4.82% 0.09% XM-9 4.63% 0.07% ZMK-9 – – XM-10 4.35% 0.08% ZMK-10 – – XM-11 4.11% 0.08% 
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表 2 安宁河断裂带土壤剖面样品数据
Table 2 Data of soil profile samples in the Anninghe fault zone
位置 采样深度/cm Al2O3含量 CaO含量 K2O含量 Na2O含量 CIA 小庙 90 15.16% 0.52% 2.74% 1.12% 72.46 80 14.66% 0.49% 2.70% 1.09% 72.30 70 14.75% 0.49% 2.66% 1.10% 72.52 60 14.96% 0.46% 2.69% 1.05% 73.17 50 14.26% 0.49% 2.64% 1.09% 71.98 40 13.94% 0.50% 2.62% 1.12% 71.35 30 14.06% 0.55% 2.56% 1.18% 71.08 20 14.26% 0.61% 2.56% 1.24% 70.63 10 14.65% 0.69% 2.62% 1.31% 70.08 羊福山 90 11.46% 0.20% 2.92% 0.55% 72.09 80 11.30% 0.20% 2.80% 0.53% 72.55 70 10.94% 0.18% 2.72% 0.50% 72.73 60 10.40% 0.18% 2.71% 0.46% 72.10 50 10.04% 0.16% 2.73% 0.45% 71.54 40 9.35% 0.17% 2.67% 0.43% 70.49 30 9.17% 0.16% 3.11% 0.48% 67.30 20 9.24% 0.18% 3.15% 0.51% 66.84 10 9.37% 0.20% 2.91% 0.52% 68.16 野鸡洞 90 13.26% 1.00% 4.77% 2.73% 53.58 80 13.79% 1.20% 4.69% 2.34% 55.35 70 13.37% 1.11% 4.35% 1.98% 57.21 60 15.12% 1.37% 4.69% 2.34% 56.94 50 13.22% 1.32% 4.22% 1.92% 56.59 40 13.89% 1.28% 4.70% 2.17% 55.80 30 12.78% 1.21% 4.28% 1.96% 55.92 20 14.34% 1.42% 4.49% 2.31% 56.02 10 12.92% 1.32% 4.34% 2.18% 54.70 紫马跨 70 17.54% 2.42% 1.68% 1.81% 69.28 60 17.00% 2.45% 1.62% 1.78% 69.06 50 17.63% 2.18% 1.69% 1.68% 70.54 40 14.80% 2.22% 1.55% 1.76% 66.45 30 14.25% 2.55% 1.51% 1.87% 64.65 20 14.53% 2.48% 1.56% 1.97% 64.00 10 14.55% 2.34% 1.63% 1.98% 63.72
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程建武,郭桂红,岳志军. 2010. 安宁河断裂带晚第四纪活动的基本特征及强震危险性分析[J]. 地震研究,33(3):265–272. doi: 10.3969/j.issn.1000-0666.2010.03.005 Cheng J W,Guo G H,Yue Z J. 2010. Basic characteristics and earthquake risk analysis of the Anning river fault zone in the west of Sichuan Province[J]. Journal of Seismological Research,33(3):265–272 (in Chinese).
冯连君,储雪蕾,张启锐,张同钢. 2003. 化学蚀变指数(CIA)及其在新元古代碎屑岩中的应用[J]. 地学前缘,10(4):539–544. doi: 10.3321/j.issn:1005-2321.2003.04.019 Feng L J,Chu X L,Zhang Q R,Zhang T G. 2003. CIA (chemical index of alteration) and its applications in the Neoproterozoic clastic rocks[J]. Earth Science Frontiers,10(4):539–544 (in Chinese).
胡振清. 1991. 土壤热释汞测量与地震预测[G]//断层气测量在地震科学中的应用. 北京: 地震出版社: 209–216. Hu Z Q. 1991. Measurement of Heat-Released Mercury in Soil and Earthquake Prediction[G]//Applications of Measurement of Fracture Gases in Seismological Science. Beijing: Seismological Press: 209–216 （in Chinese）.
贾俊平, 何晓群, 金勇进. 2018. 统计学[M]. 第7版. 北京: 中国人民大学出版社: 239–240. Jia J P, He X Q, Jin Y J. 2018. Statistics[M]. 7th ed. Beijing: China Renmin University Press: 239–240 （in Chinese）.
金仰芬,伍宗华,黄宏库,申春生,魏家珍,朱宏任,阎立璋. 1987. 汞量测量监测预报地震的前景[J]. 地震,(5):6–14. Jin Y F,Wu Z H,Huang H K,Shen C S,Wei J Z,Zhu H R,Yan L Z. 1987. Promise of monitoring and predicting earthquakes by mercury survey[J]. Earthquake,(5):6–14 (in Chinese).
路鹏,袁一凡,袁洪克,刘学领,于晓辉,段玉石. 2012. 安宁河、则木河构造区近期强震危险性的概率估计[J]. 地震,32(4):62–72. doi: 10.3969/j.issn.1005-586X.2012.04.012 Lu P,Yuan Y F,Yuan H K,Liu X L,Yu X H,Duan Y S. 2012. Probabilistic estimate of strong earthquake risk in the Anninghe-Zemuhe tectonic zone[J]. Earthquake,32(4):62–72 (in Chinese).
裴锡瑜,王新民,张成贵. 1997. 晚第四纪安宁河活断裂分段的基本特征[J]. 四川地震,(4):52–61. Pei X Y,Wang X M,Zhang C G. 1997. Basic segmentation characteristics on Late Quaternary Anninghe active faults[J]. Earthquake Research in Sichuan,(4):52–61 (in Chinese).
冉勇康,程建武,宫会玲,陈立春. 2008. 安宁河断裂紫马跨一带晚第四纪地貌变形与断层位移速率[J]. 地震地质,30(1):86–98. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2008.01.006 Ran Y K,Cheng J W,Gong H L,Chen L C. 2008. Late Quaternary geomorphic deformation and displacement rates of the Anninghe fault around Zimakua[J]. Seismology and Geology,30(1):86–98 (in Chinese).
汪春华. 2016. 2015年西昌市农村土壤中铅、镉、汞、砷、铬污染调查[J]. 中国农村卫生,(6):6. Wang C H. 2016. Xichang in 2015 rural soil lead,cadmium,mercury,arsenic,chromium pollution survey[J]. China’s Rural Health,(6):6 (in Chinese).
王喜龙,李营,杜建国,陈志,周晓成,李新艳,崔月菊,王海燕,张志宏. 2017. 首都圈地区土壤气Rn,Hg,CO2地球化学特征及其成因[J]. 地震学报,39(1):85–101. Wang X L,Li Y,Du J G,Chen Z,Zhou X C,Li X Y,Cui Y J,Wang H Y,Zhang Z H. 2017. Geochemical characteristics of soil gases Rn,Hg and CO2 and their genesis in the capital area of China[J]. Acta Seismologica Sinica,39(1):85–101 (in Chinese).
闻学泽. 2000. 四川西部鲜水河—安宁河—则木河断裂带的地震破裂分段特征[J]. 地震地质,22(3):239–249. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2000.03.005 Wen X Z. 2000. Character of rupture segmentation of the Xianshuihe-Anninghe-Zemuhe fault zone,western Sichuan[J]. Seismology and Geology,22(3):239–249 (in Chinese).
闻学泽,马胜利,雷兴林,西泽(桑原)保人,木口努,陈渠. 2007. 安宁河—则木河断裂带过渡段及其附近新发现的历史大地震破裂遗迹[J]. 地震地质,29(4):826–833. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2007.04.013 Wen X Z,Ma S L,Lei X L,Nishizawa (Kuwahara) Y,Kiguchi T,Chen Q. 2007. Newly found surface rupture remains of large historical earthquakes on and near the transition segment of the Anninghe and Zemuhe fault zones,western Sichuan,China[J]. Seismology and Geology,29(4):826–833 (in Chinese).
闻学泽,范军,易桂喜,邓一唯,龙锋. 2008. 川西安宁河断裂上的地震空区[J]. 中国科学:D辑,38(7):797–807. Wen X Z,Fan J,Yi G X,Deng Y W,Long F. 2008. A seismic gap on the Anninghe fault in western Sichuan,China[J]. Science in China:Series D,51(10):1375–1387. doi: 10.1007/s11430-008-0114-4
周晓成,孙凤霞,陈志,吕超甲,李静,仵柯田,杜建国. 2017. 汶川MS8.0地震破裂带CO2、CH4、Rn和Hg脱气强度[J]. 岩石学报,33(1):291–303. Zhou X C,Sun F X,Chen Z,Lü C J,Li J,Wu K T,Du J G. 2017. Degassing of CO2,CH4,Rn and Hg in the rupture zones produced by Wenchuan MS8.0 earthquake[J]. Acta Petrologica Sinica,33(1):291–303 (in Chinese).
Bindler R,Yu R L,Hansson S,Claßen N,Karlsson J. 2012. Mining,metallurgy and the historical origin of mercury pollution in lakes and watercourses in central Sweden[J]. Environ Sci Technol,46(15):7984–7991. doi: 10.1021/es300789q
Dai Z H,Feng X B,Zhang C,Wang J F,Jiang T M,Xiao H J,Li Y,Wang X,Qiu G L. 2013. Assessing anthropogenic sources of mercury in soil in Wanshan Hg mining area,Guizhou,China[J]. Environ Sci Pollut Res,20(11):7560–7569. doi: 10.1007/s11356-013-1616-y
Deison R,Smol J P,Kokelj S V,Pisaric M F J,Kimpe L E,Poulain A J,Sanei H,Thienpont J R,Blais J M. 2012. Spatial and temporal assessment of mercury and organic matter in thermokarst affected lakes of the Mackenzie Delta Uplands,NT,Canada[J]. Environ Sci Technol,46(16):8748–8755. doi: 10.1021/es300798w
Li P,Feng X B,Qiu G L,Shang L H,Wang S F. 2012. Mercury pollution in Wuchuan mercury mining area,Guizhou,southwestern China:The impacts from large scale and artisanal mercury mining[J]. Environ Int,42:59–66. doi: 10.1016/j.envint.2011.04.008
McLennan S M. 1993. Weathering and global denudation[J]. J Geol,101(2):295–303. doi: 10.1086/648222
Nesbitt H W,Young G M. 1982. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites[J]. Nature,299(5885):715–717. doi: 10.1038/299715a0
Sun X L,Si X Y,Xiang Y,Liu D Y. 2017. Soil mercury spatial variations in the fault zone and corresponding influence factors[J]. Terr Atmos Ocean Sci,28(3):283–294. doi: 10.3319/TAO.2016.09.29.02
Varekamp J C,Buseck P R. 1984. Changing mercury anomalies in Long Valley,California:Indication for magma movement or seismic activity[J]. Geology,12(5):283–286. doi: 10.1130/0091-7613(1984)12<283:CMAILV>2.0.CO;2
Yan H Y,Feng X B,Shang L H,Qiu G L,Dai Q J,Wang S F,Hou Y M. 2008. The variations of mercury in sediment profiles from a historically mercury-contaminated reservoir,Guizhou Province,China[J]. Sci Total Environ,407(1):497–506. doi: 10.1016/j.scitotenv.2008.08.043
Yang D X,Zhang L,Liu Y W,Ren H W,Xie F R,Chen G C. 2015. Mercury indicating inflow zones and ruptures along the Wenchuan MS8.0 earthquake fault[J]. Chinese Journal of Geochemistry,34(2):201–207. doi: 10.1007/s11631-014-0028-0
Zhang L,Liu Y W,Guo L S,Yang D X,Fang Z,Chen T,Ren H W,Yu B. 2014. Isotope geochemistry of mercury and its relation to earthquake in the Wenchuan Earthquake Fault Scientific Drilling Project Hole-1 (WFSD-1)[J]. Tectonophysics,619/620:79–85. doi: 10.1016/j.tecto.2013.08.025
Zhou X C,Du J G,Chen Z,Cheng J W,Tang Y,Yang L M,Xie C,Cui Y J,Liu L,Yi L,Yang P X,Li Y. 2010. Geoche-mistry of soil gas in the seismic fault zone produced by the Wenchuan MS8.0 earthquake,southwestern China[J]. Geochem Trans,11:5. doi: 10.1186/1467-4866-11-5
-
期刊类型引用(4)
1. 庞柳青，朱传东，李文一，田兴宇. 测汞仪自动化进样系统. 化学分析计量. 2024(02): 103-107 . 
百度学术
2. 唐杰，张素欣，盛艳蕊，王江，丁志华. 怀涿盆地北缘断裂带土壤气体地球化学特征. 地震学报. 2023(01): 84-97 . 本站查看
3. 李继业，胡澜缤，李营，马龙辰，王强，张思萌，李冬妮. 松原M_S5.1地震前断层土壤气H_2、Hg地球化学特征与热红外异常响应研究. 地震工程学报. 2023(04): 933-945 . 百度学术
4. 赵子科，陈春亮，柯盛，杨波. 汞异常与地震活动关系及预报效能研究进展. 地球与行星物理论评. 2021(03): 341-347 . 百度学术
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