庐江站点位于安徽省庐江地震监测站院内，郯庐断裂带南端西侧。北邻梅山—龙河口断裂，南10 km处为青山—晓天断裂，地质构造复杂。庐江站地下流体观测，对郯庐断裂带中南段活动性具有指示意义。站点50 km内以中小地震为主，最大地震为2011年桐城M3.7地震；2024年肥东M4.7地震距站点87 km。庐江站场地为第四纪覆盖层约9.8 m，沉积土类碎石土层，透气性良好。

滁阳站点滁州市琅琊区北端，官山-毛渡隐伏断裂北端，郯庐断裂带东侧，扬子准地台，受郯庐断裂带主干断裂影响显著。官山毛渡隐伏断裂活动性强于其他中小断裂。50 km内最大地震为2006年定远M4.2地震，2024年肥东M4.7地震距站点78 km。第四纪覆盖层约20 m，黏土层，无明显干扰源。

图1 郯庐断裂带南段Fig.1 Southern segment of the Tanlu fult zone

观测点选址优先考虑断裂带附近区域，兼顾地下水埋深、水位变化、土壤潮湿度、断层覆盖层厚度及植被情况。采用土壤气剖面法，结合地质资料确定场地背景值。2023—2024年分别对滁阳和庐江站点开展了剖面土壤Rn和H₂测量，根据测量结果，考虑气体浓度和场地环境，滁阳站点确定6号测点为观测位置，庐江站点确定7号测点为固定观测点（图2）

图2 滁阳、庐江土壤H2、Rn剖面测量Fig.2 Soil H2 and Rn gas profiling measurements in Chuyang and Lujiang Areas

基于土壤气气体迁移特征，建设方案着重对集气腔结构优化与气体传输可靠性的保障。具体建设方案采用：基槽开挖尺寸为1 m×1 m，深度依据地下水位埋深，确定滁阳站5 m，庐江站1.8 m，两站点观测孔采用同一结构（图3）。集气系统采用≥4 mm厚304不锈钢制作抗压集气罩，表层覆盖保温棉维持热稳定性。系统采用双层结构设计：下部集气腔为气体富集单元，由304不锈钢焊接成Φ 100 cm×100 cm密闭容器，顶盖使用密封胶强化气密性；上部引气单元由Φ100 mm PVC材质，管体底部钻有多个透气孔以维持结构强度。集气腔填充砾石层（粒径12~15 cm），形成厚度1.2 m的透气过渡带，确保土壤气的有效富集。导气管采用Φ 10 mm硅胶管延伸至集气腔，长度超出引气管段以规避水汽干扰。

图3 土壤气观测孔结构示意图Fig.3 Schematic diagram of the structure of soil gas observation borehole

为实现多个气体同步监测，集气装置设置多导气管交错配置（L=1.0 m/1.5 m），实现气体分层采集，为多种气体综合观测提供技术支撑。其中轻质气体H₂、He通过上部短管抽取，Hg等分子量较大的采用长管底端采样，采用时序分控采样方式。其中滁阳、庐江均架设ATG-6118H型痕量氢分析仪（20 mL/min）。

滁阳站于2023年10月观测孔建设完毕，由于测点建设过程中同步建设观测房，使用大型机械挖机、混凝土振动机等，造成一定程度的地面震动，土壤气体大量析出淤积在集气装置内，由于H₂的物理特性，逐步扩散逃逸，加之观测抽气， H₂数据逐步下降。截至2024年4月10日，土壤H₂恢复正常观测状态（图4）。

图4 滁阳土壤H2数据曲线（2024-01-01—2024-05-30） Fig.4 Data curve of soil H2 in Chuyang（2024-01-01—2024-05-30）

庐江站观测点建设是采用人工挖孔方法，周边100 m范围内没有大型施工场地，因此测氢仪投入观测后，土壤H₂观测数据保持稳定，没有出现显著的波动变化（图5）。

图5 庐江土壤H2数据曲线（2024-08-15—2024-09-12） Fig.5 Data curve of soil H2 in Lujiang（2024-08-15—2024-09-12）

选择连续的观测数据，对庐江站土壤H₂和气温、气压进行相关性分析（图6），其中土壤H₂和气压相关系数为-0.15。土壤H₂和温度相关系数为-0.26。表明土壤H₂浓度和温度、气压存在一定的弱相关。由于观测时间较短，未能看出季节性变化规律。对滁州滁阳数据进行分析，未发现土壤H₂和气温、气压的明显相关性。

两个站点未记录到明显的气象因素干扰，主要存在两个方面原因，一是建设过程中采用不锈钢材质保证地下集气腔不塌陷，有足够的空间积累土壤气，同时通过严格的密封措施、保温措施，隔绝了集气腔与外界空气接触，减少空气干扰。二是两个场地均选址站点位置地表已全部硬化，雨水难以渗入地下，同时也便于土壤气向观测孔集中脱气。

图6 庐江土壤H2、气压、温度曲线（2024-08-15—2024-09-15） Fig.6 Curves of soil H2，atmospheric pressure and temperature in Lujiang（2024-08-15—2024-09-15）

2024年安徽肥东发生M3.0以上地震6次，震中位于肥中断裂和郯庐断裂带交汇处，最大地震为9月18日的肥东M4.7地震，震中距离滁阳站点78 km，距离庐江站87 km。其中庐江站未记录到明显的异常变化，而滁阳站点土壤H₂与肥东3级以上地震呈现很好的对应关系（图7）。

图7 滁阳站土壤H2对应肥东地震序列Fig.7 Correlation between Soil H2 at Chuyang Station and the Feidong earthquake sequence

对滁阳土壤H₂与肥东地震序列进行对比分析， 5月12日、9月18日地震发生时均记录到小于24小时的H₂浓度异常，其中变化最为明显的是2024年9月18日肥东M4.7地震，震前21小时滁阳土壤H₂开始上升（图8），由0.12 ppm上升至0.65 ppm，最大变化幅度为875%。10月1日3.3级地震发生后4小时土壤H₂出现高值异常，上升最高幅度为483%（如表1所示）。

表1 肥东M≥3.0地震序列与滁阳土壤H2变化Table 1 Changes in Soil H2 at Chuyang Station corresponding to the Feidong earthquake sequence with M≥3.0

值得一提的是2024年7月8日距离滁阳土壤H₂观测点约105 km的扬州M3.6地震，地震发生前14天出现H₂的高值变化，高值时长达26天，上升幅度最大达到305%。后经调查，2024年6月中下旬至7月底，距离滁阳观测站西侧约80 m处有厂房建设并使用打桩机作业，产生一定程度的地面震动，分析认为存在地面震动引起土壤H₂脱气量变大可能，并造成数据较长时间处于高值。因此2024年7月8日扬州M3.6地震前土壤H₂虽然处于高值异常，但无法排除振动干扰，同时数据变化有别于前人研究土壤H₂在地震发生后异常多消失的经验^[23]，异常信度较低。