泥火山演讲稿.ppt

台湾西南部乌山顶泥火山地区在屏东地震前后的电阻率的变化 内容概要 台湾西南部燕巢地区的泥火山的频繁喷发揭示了旗山断层的构造运动。本文通过对该地区进行为期十个月的电阻率的测量，来了解电阻率的变化与断层活动的可能的关系。初步监测显示，此地区的电阻率的变化主要发生在，地表和地下3米之间的非饱和带。在再此测量期间的2006年12月26日，在屏东县发生两次震级为6.69和6.99的地震，通过对此次地震前后的电阻率和含水量的监测，发现在地震后，电阻率显著增大，含水率则减少，进一步提出地震运动引起的大量气体的释放导致了该地区的含水量的减少以及电阻率的增大。 背景知识 泥火山 泥火山（Mud volcano）：泥火山是泥浆与气体同时喷出地面后，堆积而成。其外型多为锥状小丘或者是盆穴状，丘的尖端部常有凹陷，并由此间断地喷出泥浆与气体。 泥火山外形与火山相似，内部结构也几乎相同。 泥火山山口下面有泥浆通道，通常只有几十米深，通道下面有泥浆房。 泥浆喷发的原理也跟火山相似，地下泥浆承受压力，从地表岩层的薄弱处破土而出，涌出地面。 小规模喷发时，只有气泡顶着泥浆缓缓涌出。剧烈喷发时，泥浆会犹如沸腾一样，气泡翻滚、并喷洒出大量泥浆，如果出口比较小，也会像水枪一样喷射出泥水来。 泥火山的形成机制主要有地震涛发、深部沉积物的圈结状态与气体含量、断层活动，以及人工钻井等。早在19世纪中期就认识刊泥火山与构造活动有关：它们多发生在大断层的交汇处。 台湾西南部有3 个泥火山活动区,目前活动的泥火山共有17 座 ,分别位台南、高雄交界处的古亭坑背斜轴部沿线、高雄县燕山乡境内的旗山断层沿线以及高屏海岸平原。泥火山在古亭坑背斜沿线、旗山断层沿线比较密集,而在高屏海岸平原分布较分散。本文中研究的乌山顶泥火山是旗山断层沿线最高的一座泥火山。 测量过程 测量过程主要包括三个阶段： 第一阶段：在乌山顶自然风景保护区布设4条长60m的南北走向的电阻率测线，3条长30m的东西走向的测线，以此来了解该地区近地表的相关背景资料。 第二阶段：通过对两条测线的电阻率进行每小时，每天的定时测量，来获得短期内的电阻率的变化情况。 第三阶段：通过超过十个月的每月一次的测量来确定泥火山活动的长期变化，并且对比构造活动与电阻率的变化。 第一阶段 在测量的第一阶段，采用偶极排列和温纳排列来建立对该地区的横向和纵向覆盖，为了建立相应的地质模型，在南北走向测线上，间隔1.5m布设40个电极，在东西走向测线上布设20个电极，以此模型进行数据的收集。 通过同一阶段数据的收集，发现该地区的的电阻率值在2-16 ohm-m 之间，非饱和带有2-3m厚。 第二阶段 在D、E测线上，首先进行每一个小时一次的测量，连续测量八个小时，然后进行每一天一次的测量，进行一周。 在第二阶段短周期的电阻率的测量显示，一周之内电阻率的异常变化区域主要集中地表和地下3m之间，并且电阻率的变化系统地维持在2 ohm-m~~5 ohm-m之间，说明电阻率的变化是一个渐进的过程，是短期变化的积累，而不是在短期就大道峰值。 第三阶段 在次阶段主要记录到了地震前后的电阻率的变化。 地震前，电阻率的增长范围都没有超过前测的短周期内的变化范围(5ohm-m)，而地震后，D测区的电阻率的最大增长达到10ohm-m，E测区的增长超过20ohm-m，在2007.1.14和2007.2.28，最大增长也超过了20ohm-m，但在2007.4.14，仅略高于15ohm-m。由此可得出结论，E侧区的超过20ohm-m的电阻率的增长归因于屏东地震，而在地震后电阻率又缓慢下降了四个月。 影响因素的讨论 影响电阻率变化的因素有很多，包括温度、降水、地震活动等。在整个过程中，降水期没有进行测量活动，所以可以排除降水的影响；通过对监测期温度的记录发现日均气温增加1度，电阻率大致下降0.7ohm-m,由此可以判断气温并不是导致屏东地震后电阻率突然下降的主要因素。 另外，在此区域，对于氡的活动监测显示在屏东地震发生时，有大量气体在这一地区释放。进一步将1.2m深处的电阻率与2009收集到的地表甲烷气流信息进行比对，可以发现高电阻率区对应着高甲烷含量，由此可以得出结论：地震引发了断层中饱和气体泥浆中气体的非寻常的释放。喷发的泥浆形成了不能渗透的盖层，而又使得气体在其表层积聚，这导致非饱和区的含水量减少和电阻率的增大。 含水量和电阻率 在屏东地震后，D、E测线的电阻率的最大增长分别为10ohm-m，25ohm-m，而余震后的含水量分别减少了7%和10%， D和E测区含水量的相似变化进一步显示，地震引起的大量气体的释放是该地区电阻率变化的原因。 综述 通过此次研究结果，发现断层活动可能对乌山顶自然风景区的非饱和带有重大影响。可以合理的推断：压力波可能导致了饱和区气饱和