延邊州前兆地下流體觀測(cè)井水化學(xué)特征分析

朱星曄

（吉林省地震局，吉林 敦化 137700）

延邊州內(nèi)供水化觀測(cè)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(zhèn)河南村、和龍市龍城鎮(zhèn)興隆村、延吉市依蘭鎮(zhèn)臺(tái)巖村、汪清縣天橋嶺鎮(zhèn)轉(zhuǎn)角樓村、圖們市五工村、敦化市官地鎮(zhèn)開(kāi)荒屯村、敦化市翰章鄉(xiāng)、琿春市哈達(dá)門(mén)鄉(xiāng)?，F(xiàn)觀測(cè)儀器為ZKGD-3000水溫水位儀，除延吉井外皆有5年以上觀測(cè)史。通過(guò)收集八口觀測(cè)井地質(zhì)剖面圖，收集歷史水溫水位信息，采用人工采樣，同時(shí)采集八口井的水樣進(jìn)行氡、汞觀測(cè)，水化學(xué)離子組分濃度測(cè)試和氫氧同位素觀測(cè)，來(lái)分析井水來(lái)源，判斷地下水化學(xué)類型，分析觀測(cè)井水化學(xué)特征。

1 水氡、水汞觀測(cè)

采用人工采樣，水氡通過(guò)FD-125測(cè)氡儀進(jìn)行雙樣觀測(cè)，水汞通過(guò)RG-BS智能數(shù)字測(cè)汞儀進(jìn)行觀測(cè)。輔助測(cè)項(xiàng)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(tái)水化室觀測(cè)。八口觀測(cè)井五次觀測(cè)值基本穩(wěn)定，無(wú)異常表現(xiàn)。自西向東，沿敦化南溝泉井-琿春哈達(dá)門(mén)鄉(xiāng)井方向，水氡值大體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，水汞值呈現(xiàn)大體下降趨勢(shì)。如圖1所示。

2 水化學(xué)離子組分濃度測(cè)試與地下水化學(xué)類型

對(duì)八口井展開(kāi)水化學(xué)離子組分濃度測(cè)試，八口井陽(yáng)離子K+含量相對(duì)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?yàn)镃a2+>Na+>Mg2+，琿春井和圖們井Na+含量較高，可能由于污染和蒸發(fā)作用影響，水質(zhì)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(xiàn)-含量最低。依據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)規(guī)定的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，琿春井SO42-質(zhì)量濃度低于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，八口井F-質(zhì)量濃度高于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，八口井NO2-質(zhì)量濃度高于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值。如圖2所示?，q春的冶金廠工業(yè)導(dǎo)致地下水硫酸鹽超標(biāo)。研究區(qū)農(nóng)業(yè)施肥、大面積秸稈燃燒、人畜排泄物、土壤有機(jī)氮等造成NO2-質(zhì)量濃度偏高，區(qū)內(nèi)化工廠、冶煉廠使用含氟礦石等工業(yè)活動(dòng)和生產(chǎn)生活過(guò)程中煤炭燃燒排出大量含氟粉塵、廢氣造成F-質(zhì)量濃度偏高。

3 氫氧同位素觀測(cè)與井水來(lái)源

八個(gè)水樣開(kāi)展氫氧同位素觀測(cè)：

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(guān)系圖上多落在全球雨水線附近，該地區(qū)內(nèi)的地下水直接或間接來(lái)源于當(dāng)?shù)卮髿饨邓a(bǔ)給。δD較δ18O變化穩(wěn)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(guān)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(shuō)明在降雨過(guò)程中雨水受到蒸發(fā)作用發(fā)生同位素分餾，但斜率相近，指示蒸發(fā)效應(yīng)對(duì)地下水的影響較小。八口觀測(cè)井水存在輕微氧漂移，說(shuō)明地下水在下滲補(bǔ)給前存在輕微的巖石交換效應(yīng)。

4 水文地質(zhì)構(gòu)造條件分析

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

根據(jù)八口井提供的地質(zhì)剖面圖和地質(zhì)構(gòu)造信息，延邊州主要發(fā)育基巖裂隙水，山間盆地及河谷則發(fā)育孔隙裂隙混合水，沿火山及深大斷裂帶分布有深循環(huán)構(gòu)造裂隙水。含水層主要為第四紀(jì)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(fēng)化裂隙帶。區(qū)內(nèi)地下水在短時(shí)間的循環(huán)徑流過(guò)程中與圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)，萃取出圍巖中的特殊組分，風(fēng)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(lián)系密切?？菟跅l件下，當(dāng)井距河流較近時(shí)，能激發(fā)河流補(bǔ)給。八口井受人工開(kāi)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。