刘耀炜 方 震 张永久 官致君 杨多兴 张 磊

1）中国地震局地壳应力研究所，地壳动力学重点实验室，北京 100085

2）四川省地震局，成都 610041

为了开展汶川8级地震孕育机理及其科学问题深入研究，“十一五”国家科技专项“汶川地震断裂带科学钻探（WFSD）” 2008年11月开始实施。汶川断裂带科学钻探项目设计在龙门山断裂带上钻5口科学深钻，其中 WFSD-2井位于汶川地震主断裂的北川-映秀断裂中段，断裂上盘为8亿年前形成的古老彭灌花岗岩闪长质杂岩，下盘为三叠系煤系地层，2009年7月6日开钻，设计孔深2000 m，截止2012年1月15日终孔钻进深度为2 180.52 m。使用最新观测技术痕量氢在线分析仪，开展WFSD-2井随钻泥浆气体H2浓度的观测，采样间隔为5 min。WFSD-3井位于安县-灌县逆冲断裂带中段，断裂上盘为三叠纪砂板岩，下盘为侏罗纪砂砾岩，设计孔深1 500 m，于2009年12月8日开钻，截止2012年1月15日钻进深度为1 470.30 m，使用痕量氢在线分析仪开展随钻泥浆气体H2浓度的观测，采样间隔为20 min。本文使用WFSD-2钻孔311.9～2 039.01 m深度之间近11万个随钻泥浆H2浓度观测数据和WFSD-3钻孔379.53～1 378.41 m深度之间2万个随钻泥浆H2浓度观测数据进行分析。排除钻孔过程的影响等因素，结合岩性和断裂密度，分析了H2浓度高值异常与断裂构造和地震孕育过程的关系。

科钻中H2高值异常成因主要有3种机理：第一类与钻孔内断裂破碎带H2释放有关，H2高值异常主要出现在WFSD-2井606.18～616.68 m，1 560～1 562 m和WFSD-3井711.2～764.85 m，961～978m的断裂发育区段层位，认为是由于赋存在岩石中的H2沿着断裂破碎带运移使得钻孔泥浆中H2浓度升高；第二类是与构造块体……