■ 赵德杨 李贵元 张菊

特殊气体（氢气、氡气、二氧化碳、氦气等）的监测，在地震研究中起着至关重要的作用。其中，氦气由于其独特性质和作用，使它在地震研究中成为一名特殊的“侦察兵”。

氦气是一种稀有气体（化学符号：He），它是一种无色、无味的气体，化学性质稳定。氦气具有极强的扩散和迁移能力，在太阳系乃至整个宇宙空间，氦气的丰度均很高。而在地球物质中，氦气的丰度极低，但广泛分布于自然界各种物质之中。氦气元素有8种同位素，其中只有两种同位素是稳定的，分别是4He和3He。在地球系统内，4He和3He有两个主要来源。一个是原始的3He，是在宇宙大爆炸时产生的，也在恒星内部聚变时产生，它主要存在于地球内部，可以通过火山或深海热液释放到地表；另一个是放射性成因的4He，是由地壳中放射性元素（如钍铀钾）衰变时释放出来的粒子形成，这种4He主要存在于地壳，特别是沉积盆地中，可以通过断裂或地质流体释放到地表。

由于氦气具有极强的扩散渗透能力，氦气在扩散、迁移、溶解、吸附等过程中的同位素分馏是引起氦同位素变化的另一个重要原因，但由分馏引起的氦同位素变化相对较小。

氦气在地震监测预报和探索隐伏活断层方面的应用已引起国内外学者的关注。近年来对现代活火山活动带、高温温泉、地震活动带逸出的气体进行研究，发现其中氦的含量高于其他部位，且3He或4He值增大，表明存在于地壳深处的高浓度He随着气流运移至地表，因而氦气是反映深部大断裂或断层活动的一种特征标志，也是目前国内外努力探索的较为有效的灵敏震兆信息之一。

20世纪80年代，氦气在地震监测和预报中的应用已引起了国内外的关注。“九五”期间，中国地震局开展了前兆数字观测技术研究，对WGK-1型自动测氦仪进行了较大的改进和完善，运行期间获得了宝贵的观测资料。

此外，科学家可以对不同地区来自地幔的样品中进行氦同位素比值的测量，进而研究地幔物质的来源和演化历史。如果一个地区的氦同位素比值比平均水平高，那么可能表示该地区测试样品来自较原始的地幔物质；反之，如果比值较低，那么可能表示该样品所代表的具体地区经历了较多的物质混合和再循环作用。

（作者单位：四川省地震局监测信息中心）