宁德一号井气氡干扰异常特征分析

邓 聪 朱继承 杨鼎鸿

（福建省地震局，福建 福州350000）

氡作为地下流体的敏感组分，该观测可以获得地球深部信息，广泛存在于上地壳中，具有流动性，对上地壳中发生的各种地壳动力作用的响应具有灵敏性，在我国的地震分析预报中起到十分重要的作用，随着科学技术的发展、地震系统所使用的测氡仪器不断更新，向着数字化、智能化的方向发展。在对宁德一号井SD-3A自动测氡仪观测资料进行整理和分析中，发现部分资料异常变化是受到各类干扰因素影响，而非地震前兆异常，所以有必要对干扰异常的成因归纳和总结。

1 观测井概况

宁德地震台位于我国东南海边丘陵地带。台站西侧为北东东丘陵山脉，东南侧为海滩，地壳厚度约为35km，台站往西北山区的地壳有变厚趋势，地壳表层岩石为以花岗岩为主入侵和以中酸性为主的喷出岩。台基为以花岗岩为主的侵入岩和以中酸性为主的岩浆岩。宁德地震台一号井位于宁德地震台院内，该井成井于1998 年，井深63m，井孔孔径127mm，终孔孔径110mm，裸眼段为39.25m～52.97m，含水层岩性为燕山早期花岗岩，涌水量1.5L/s，是一低矿化度的基岩裂隙水，详见钻孔柱状（图1）。2004 年2 月进行流体数字化观测至今，观测仪器从“九五”设备向“十五”、“背景场”仪器以及其他行业引进准接入的地震前兆观测仪器的转变，但观测模式仍未改变，始终为单井综合观测，SD-3A测氡仪于2004 年2 月安装并试运行，2005 年4 月3 日通过验收并启用正式观测。现有前兆观测仪器有SD-3A测氡仪、LN-3A水位仪和SWY-2 水温仪。

图1 宁德一号井钻孔柱状图

2 气氡正常动态特征

2.1 日、月动态特征

宁德一号井气氡日、月动态趋势变化相对平稳，日均值4320 Bq/L 左右，日变幅60 Bq/L 左右（图2），月均值4300 Bq/L，月变幅200 Bq/L左右（图3）。

图2 宁德一号井气氡浓度预处理时值图

图3 宁德一号井气氡浓度预处理分值图

图4 宁德一号井气氡浓度和温度预处理分值对比图

2.2 年动态特征

宁德一号井气氡从正常观测以来，观测数据连续、可靠，动态背景较稳定；该进气氡浓度变化形态呈夏高冬低的年动态变化规律，气氡浓度和气温有较好的同步性（图4）。

3 气氡异常特征分析

3.1 抽水干扰影响

2018 年1 月14 日0 时至02 时测值突跳（幅度为540.1Bq/L）、1 月23 日10 时至11 时测值突跳（幅度为819.8Bq/L）气氡出现两次大幅突跳，同井水位也呈大幅同步变化；经现场查看受高级中学配电房改造采用新钻井孔抽水施工干扰引起，该井位于宁德市高级中学西侧，距宁德台1 号观测井约70 米，宁德一号井从2017 年7 月13 日到15 日受抽水洗井干扰出现水位与气氡测值3 次同步起伏变化，抽水干扰结束后水位与气氡准同步恢复正常。（图5）。

图5 宁德一号井气氡浓度和静水位对比图

3.2 人为干扰影响

2018 年7 月12 日18 时测值突降（幅度为179.9Bq/L）为检查脱气装置造成仪器工作状态不正常引起测值突跳，预处理成缺数，干扰结束后，数据恢复正常（图6）。

图6 宁德一号井气氡浓度预处理时值图和原始时值图

3.3 脱气装置干扰影响

2018 年5 月11 日02：00-2018 年10 月04 日08：00，脱气装置电磁阀线路接触不良，造成数据噪声较大，2018 年10 月4 日台站工作人员进行仪器巡检时发现该问题，进行线路重新焊接，10 月4 日09:00 测值恢复正常（图7）。

图7 宁德一号井气氡浓度预处理时值图和原始时值图

3.4 恒流泵干扰影响

2018 年1 月24 日0 时至1 月28 日23 时运行正常，气氡数据背景噪声达标，日变化趋势正常；2018 年1 月27 日10 时测值突跳因恒流泵流量不稳，经查发现系恒流泵波纹管破裂更换恒流泵波纹管造成测值突跳，预处理成缺数所致（图8）。

图8 宁德一号气氡浓度预处理时值图

4 结论

4.1 通过对宁德一号井气氡观测资料日、月、年的动态趋势变化以及外界环境因素、人为干扰因素等各种干扰异常特征分析和总结，为今后的资料异常分析时提供参考，提高对非地震前兆干扰因素的识别，以便更好地排除干扰，提高观测资料质量。

4.2 SD-3A 自动测氡仪在日常观测过程中会受到各种各样的因素干扰影响，如恒流泵、抽水、检查仪器、脱气装置等，为了获取连续、真实、可靠的观测资料，应严格按《地震及前兆数字化观测技术规范》进行标定和检测，同时对辅助设备进行定期保养，才能确保观测资料的连续、可靠。