延邊州前兆地下流體觀測井水化學特征分析

朱星曄

（吉林省地震局，吉林 敦化 137700）

延邊州內供水化觀測且資料齊全的井有8口，主要巖性為花崗巖承壓裂隙水，井深70～120m，分別位于和龍市八家子鎮河南村、和龍市龍城鎮興隆村、延吉市依蘭鎮臺巖村、汪清縣天橋嶺鎮轉角樓村、圖們市五工村、敦化市官地鎮開荒屯村、敦化市翰章鄉、琿春市哈達門鄉。現觀測儀器為ZKGD-3000水溫水位儀，除延吉井外皆有5年以上觀測史。通過收集八口觀測井地質剖面圖，收集歷史水溫水位信息，采用人工采樣，同時采集八口井的水樣進行氡、汞觀測，水化學離子組分濃度測試和氫氧同位素觀測，來分析井水來源，判斷地下水化學類型，分析觀測井水化學特征。

1 水氡、水汞觀測

采用人工采樣，水氡通過FD-125測氡儀進行雙樣觀測，水汞通過RG-BS智能數字測汞儀進行觀測。輔助測項氣壓、氣溫、水溫、流量。2021年5～6月分別采集5次水樣，帶回敦化地震臺水化室觀測。八口觀測井五次觀測值基本穩定，無異常表現。自西向東，沿敦化南溝泉井-琿春哈達門鄉井方向，水氡值大體呈現上升趨勢，水汞值呈現大體下降趨勢。如圖1所示。

2 水化學離子組分濃度測試與地下水化學類型

對八口井展開水化學離子組分濃度測試，八口井陽離子K+含量相對較低，Na+，Mg2+，Ca2+，三者含量比較高，其中汪清井、延邊井、和龍井、八家子井、官地井和南溝泉井的Ca2+含量略高，其排列順序為Ca2+>Na+>Mg2+，琿春井和圖們井Na+含量較高，可能由于污染和蒸發作用影響，水質偏堿性。八口井中陰離子HCO3-含量最高，占總陰離子的90%左右，F-含量最低。依據《地下水質量標準》(GB/T 14848-2017)規定的Ⅲ類標準限值，琿春井SO42-質量濃度低于Ⅲ類標準限值，八口井F-質量濃度高于Ⅲ類標準限值，八口井NO2-質量濃度高于Ⅲ類標準限值。如圖2所示?，q春的冶金廠工業導致地下水硫酸鹽超標。研究區農業施肥、大面積秸稈燃燒、人畜排泄物、土壤有機氮等造成NO2-質量濃度偏高，區內化工廠、冶煉廠使用含氟礦石等工業活動和生產生活過程中煤炭燃燒排出大量含氟粉塵、廢氣造成F-質量濃度偏高。

3 氫氧同位素觀測與井水來源

八個水樣開展氫氧同位素觀測：

八口井水多為花崗巖裂隙承壓水，由圖3可以看出，井水的δ值在δD-δ18O關系圖上多落在全球雨水線附近，該地區內的地下水直接或間接來源于當地大氣降水補給。δD較δ18O變化穩定，和龍井、官地井、南溝泉井、琿春井氧同位素組成多集中在δD-δ18O關系線下端，δD、δ18O值略微偏低。整體斜率小于全球大氣降水線，說明在降雨過程中雨水受到蒸發作用發生同位素分餾，但斜率相近，指示蒸發效應對地下水的影響較小。八口觀測井水存在輕微氧漂移，說明地下水在下滲補給前存在輕微的巖石交換效應。

4 水文地質構造條件分析

延邊州八口觀測井水多為花崗巖裂隙承壓水，地處全球地震活動最強烈的環太平洋地震帶的西側，地震地質構造復雜，敦密、鴨綠江斷裂帶是州內兩條長期活動、多階段演化的構造帶。北西端被北東向的敦—密斷裂切錯，南東端被新生代長白山玄武巖覆蓋。主要受東南部長白山巨型隆起帶地質構造作用，具有發生破壞性地震的地質構造背景。

根據八口井提供的地質剖面圖和地質構造信息，延邊州主要發育基巖裂隙水，山間盆地及河谷則發育孔隙裂隙混合水，沿火山及深大斷裂帶分布有深循環構造裂隙水。含水層主要為第四紀松散巖類沖洪積物，巖性主要為中粗砂及其砂礫石，含水層類型為孔隙潛水第四系含水層下伏花崗巖風化裂隙帶。區內地下水在短時間的循環徑流過程中與圍巖發生水巖反應，萃取出圍巖中的特殊組分，風化裂隙含水層、巖溶裂隙含水層與松散巖類孔隙含水層水力聯系密切。枯水期條件下，當井距河流較近時，能激發河流補給。八口井受人工開采影響較小，且基巖未大面積裸露，偏向松散巖類孔隙水和碎屑巖類孔隙裂隙水。