但炳良，胡 谍，张金朝，张 平

（湖北省地质局第五地质大队，湖北 鄂州）

土壤氡气测量是指用测氡仪测量土壤中氡浓度的过程，技术成熟，在探寻隐伏构造的应用和研究十分广泛。利用土壤氡气测量方法，陈召文[1]和曾敏[2]确认了隐伏断层的存在；孙东等[3]以此很好地控制了缅甸恩梅开江断裂在覆盖层之下的延伸展布方向；沈晓明等[4]以出现明显的氡气异常推断出两条大型隐伏断裂及若干条隐伏的次级断裂；张骏等[5]判别了隐伏断裂（带）的空间分布位置及其相对活动强弱与活动水平的问题；张博[6]确定了三条隐伏断裂带的空间分布位置及其相对活动强度；李强、肖友发等[7-8]利用氡气异常在咸宁寻找隐伏断裂取得了地热与地下水找矿发现的系列成果。本次研究基于氡气在本区测量值的有效性，继而在麻团断裂南段西缘和百镰湖—庙岭倒转背斜周边开展隐伏构造探测研究。

1 研究区概况

商城—麻城—团风断裂（简称“麻团断裂”）是鄂东北—鄂东南一条重要的断裂，北起河南商城，往南在湖北经麻城、团风跨过长江至鄂州和咸宁，长约240 km。晚中生代—新生代以来，麻团断裂处于伸展构造环境，第四纪以来则以张剪性为主[9]。根据断裂几何特征及活动性质大致可以分为三段，北段为商城—麻城黄土咀，倾向SEE，具有逆冲性质；中段为黄土咀—团风，南段为团风以南段，麻城以南倾向NWW，具有正断性质，并兼有右旋走滑分量；断裂总体走向NNE[10]。

岱家山地区属下扬子陆块之鄂东南褶冲带，地处麻团断裂南段西缘，隶属鄂州市华容区红莲湖新区管委会管辖，区内有百镰湖—庙岭倒转背斜近东西向横穿。本区地势西北高南东低，地表除了第四系全新统和更新统地层广泛发育，零星出露有志留系中统坟头组（S2f）、泥盆系上统云台观组（D3y）和二叠系中统孤峰组（P2g）地层。

本区在三叠纪以前地层发生大规模的褶断变形，形成了一系列近东西向的构造形迹，以褶皱为主，断裂为辅。规模较大、出露相对完整的褶皱为百镰湖-庙岭倒转背斜，断裂主要有岱家山断裂（F2），走向近东西，与背斜轴部近乎平行，断裂内破碎带发育，其间地层缺失严重，为逆断层。燕山期以断裂变形为主，形成了规模宏大的北北东向隐伏断裂，晚期形成大面积分布的断（凹）陷红盆，在露头可见新湾断裂（F1），与背斜轴部正交，为背斜横断裂，东西两侧地层顺时针错断[11]。

2 土壤氡气测量

2.1 测量仪器

本次工作使用成都核盛科技有限公司生产的HS04 型测氡仪，采用土壤氡埋置法测量土壤中氡气浓度，是一种新的累积型测量方法，氡气测量值的记录与导出采用测氡仪配套的HS04-V15 应用软件。

2.2 测量原理及方法

氡气测量以222Rn 为示踪元素，其主要来源于各种岩石中的238U 不断衰变，广泛分布于岩石、土壤、空气和水中，既易溶于水又可吸附于固体表面。当地层中存在岩溶、节理裂隙、断裂破碎带等构造时，使得放射性气体更容易溢出，而构造本身也是地下水和气体良好的储存场所和运移通道，较深部的氡气亦将沿这些通道集中运移和扩散，从而其上覆土层孔隙气体中氡含量出现异常，借此可推断隐伏断裂，了解主要断层的基本规模、走向以及分布特征。

正式测量前对仪器进行标定，保证仪器性能稳定，数据可靠。测点布设应相对干燥，点距40 m。采用二冲程打孔机打孔，孔深50 cm，成孔后倒扣放置ɑ杯，塑料胶盘遮盖密封洞口，保证静置时间至少4 小时。之后，取出ɑ 杯，快速清除杯体上的泥土，将ɑ 杯装到端盖上，放入电离室，一键式启动测量。

2.3 测线布置

本次氡气测量以剖面的形式进行，测线布置尽可能垂直构造线的走向。图1 为本次共布设6 条氡气剖面，测量点数为363 个点。其中1 线和2 线控制区域大断裂—麻团断裂，3、4、5 线控制百镰湖—庙岭倒转背斜及区域隐伏小断裂，6 线用来验证纵向上贯穿岱家山的新湾断裂。

图1 氡气测线布置

2.4 数据处理

在室内对本区测得的363 个氡气（Rn）数据进行处理，参照野外记录对干扰点进行处理，剔除干扰异常值后所有数据的计算平均值X0=18.925 kBq/m3，标准离差σ0=43.029 kBq/m3，舍弃（X0-3σ，X0+3σ）范围以外的测量数据，认定剩余测量数据在合理变化范围，并再次计算平均值X1=14.45 kBq/m3，标准离差σ1=25.750 kBq/m3，定义X1为本区域背景值RnB，阈值RnF（53.075 kBq/m3）=X1+1.5σ1，详见表1。在此基础上绘制氡气测量异常区，超出异常阈值部分定义为高异常区。

表1 调查区氡气值分布统计

3 氡异常解释

3.1 有效性验证

本次选择地表已知的新湾断裂F1和岱家山断裂F2来验证氡气值的有效性。根据图2 氡气测量剖面6线，异常值23.55 kBq/m3所在测点位置与F1 断层比较吻合，属于区域小断层；根据图3 氡气测量剖面3、4、5 线，异常值较多，将4、5 线北侧的系列异常区连线，与F2断层位置和走向基本吻合。因此判断本次土壤氡气测量的结果有效。

图2 氡气6 线剖面

图3 调查区地表氡气异常分析

3.2 异常圈定及推断

根据前期的数据处理可知，调查区元素氡（Rn）的背景值为14.45 kBq/m3，阈值为53.075 kBq/m3，相较于周边咸宁嘉鱼地区[7-8]的氡气测量，本区氡气背景值异常偏高且变化相对更大。一方面，可能与嘉鱼采用的瞬时测量法，而本区采用的是累积测量法有关；另一方面，可能与本区地处麻团断裂与百镰湖-庙岭倒转背斜交汇地区，受多期构造运动影响，在背斜轴部及周边产生众多张性小断层及裂隙，形成分布不均的构造破碎带，才使得本区氡气背景值偏高，具体到各点值差异较大。

从图3 分析氡气测量剖面3、4、5 线中部和南侧，将绿色异常区连线，连成了多条平行的近东西向推断断层，与F2断层和推断的背斜核部走向近乎一致，初步推断此处极有可能发育多条区域小断层或形成背斜核部构造破碎带，其形成可能受倒转背斜核部张性应力的影响，形成局部构造破碎带。

综合图3 和图4，在5 线中部红圈区域880 米测线范围内高异常值出现了16 次（总共23 个点），且平均值高达87.91 kBq/m3，说明此处断裂构造异常发育，推断是因为多条断裂在此处交汇，岩石破碎程度大，孔隙增多，氡气逸出量大。根据高异常点氡气值变化趋势分析，主要断层走向为近东西向。

图4 氡气5 线剖面

根据图3 氡气测量剖面1、2 线，异常区域在麻团断裂两侧广泛分布，可以圈定多条断层，基本平行于麻团断裂走向，说明麻团断裂可能存在极宽的断裂破碎带。其中1 线西侧氡气异常值普遍偏高，可能极大地受麻团断裂和百镰湖-庙岭倒转背斜核部共同作用，导致该区域断裂异常发育，异常值比较集中。

4 结论

本区氡异常区位置与断裂位置具有较好的一致性。调查区土壤氡背景值和阈值普遍偏大，受麻团断裂和百镰湖-庙岭倒转背斜核部共同作用影响，本区断裂异常发育，背斜轴部及周边产生众多张性小断层及裂隙，形成分布不均的构造破碎带。5 线中段可能存在多条断裂交汇，岩石破碎程度大，主要断层走向近东西。麻团断裂存在极宽的断裂破碎带，而1 线西侧集中存在的氡气异常区极有可能受背斜和麻团断裂交汇作用影响。