依蘭—伊通斷裂溫泉帶地球化學特征及地震活動性研究

摘要：通過對依蘭―伊通斷裂上神農溫泉、鱉龍溫泉、喬屯溫泉等8個地下2000m左右溫泉點進行研究，分析溫泉水水質類型、補給來源、水-巖石平衡狀態(tài)以及循環(huán)深度，討論溫泉水深循環(huán)對地震活動性的影響。同時，對該斷裂附近的溫泉水進行化驗，分析地下溫泉水Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等離子的含量及變化，探討與斷裂帶附近的地震活動之間的關系。得出初步研究結論：研究區(qū)內溫泉水化學分析數據差異較大，北東方向的溫泉TDS、陰陽離子濃度較高，向南西逐漸遞減；溫泉溫度近幾年來呈遞減趨勢，地震活動較少；研究區(qū)內TDS含量、主要離子含量等指標呈現空間分布特征，在空間分布上受活動構造控制較明顯。

關鍵詞：依蘭—伊通斷裂溫泉地球化學地震活動性

中圖分類號：P314.1

ResearchonGeochemicalCharacteristicsandSeismicityofYilan-YitongFaultHotSpringBelt

BAYanfang1，2MAMingzhi1，2LIXuemei1，2

1.JilinEarthquakeMonitoringCenterStation，Jilin，JilinProvince，132108China;2.JilinEarthquakeAgency，Changchun，JilinProvince，130117China

Abstract：Basedontheresearchof8hotspringspotsabout2000metersunderground，suchasShennongHotSpring，BielongHotSpringandQiaotunHotSpringonYilan—YitongFault，thisarticleanalyzesthewaterqualitytype，supplysource，waterrockequilibriumstateandcirculationdepthofhotspringwater，anddiscussestheimpactofhotspringwaterdepthcirculationonseismicity.Atthesametime，laboratorytestsareconductedonthehotspringwaternearthefaulttoanalyze，thecontentsandchangesofNa+，HCO3-，SO42-，Cl-plasmaintheundergroundhotspringwater，andtoexploretherelationshipbetweenthehotspringwaterandtheseismicactivitynearthefaultzone.Apreliminaryconclusionisdrawn：Therearesignificantdifferencesinthehydrochemicalanalysisdataofhotspringswithintheresearcharea，，andtheconcentrationsofTDSandanionsarehigherinthenortheastdirection，andgraduallydecreaseinthesouthwestdirection;Thetemperatureofhotspringhasdecreasedinrecentyears，andtheseismicactivityisless;ThecontentsofTDSandmainionsintheresearchareashowspatialdistributioncharacteristics，whichareobviouslycontrolledbyactivestructuresinspatialdistribution.

KeyWords：Yilan-YitongFault;Hotspring;Geochemistry;Seismicity

自19世紀70年代以來，專家學者用地震學和地質學的方法和手段對依蘭-伊通斷裂進行了系統(tǒng)研究，取得了較多的成果，確定了依蘭—伊通斷裂的走向和地震活動特征[1]。中國地震局地質研究所聯合多個科研部門于2013年在依蘭—伊通斷裂上發(fā)現了距今1700年前的地震活動情況，進一步地利用多種方法開展對依蘭—伊通斷裂研究，對依蘭—伊通斷裂的地震活動特征具有現實意義。

目前，國內運用分析溫泉水地球化學特征，探討與斷裂帶附近的地震活動之間的關系，是一種新的嘗試[2]。課題組開展依蘭—伊通斷裂上孤店子鎮(zhèn)大荒地村神農溫泉、樺皮廠鎮(zhèn)永勝村鱉龍溫泉等幾個地下2000m左右溫泉點水質類型、補給來源、水-巖石平衡狀態(tài)以及循環(huán)深度研究，并討論溫泉水深循環(huán)對地震活動性的影響，通過分析地下溫泉水水氡、氣氡及Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等化學離子的含量及變化，探討所處斷裂的地震活動情況和相互關系[3-4]。

1研究區(qū)概況

1.1研究區(qū)域地質地震背景

研究區(qū)域位于依蘭—伊通斷裂地帶，分布在黑龍江省和吉林省境內，總長約800km，約N50°SE，是東部郯廬斷裂帶北段的重要分支斷裂。由于受到城鎮(zhèn)土地利用、種植業(yè)發(fā)展等因素，加之雨水沖刷和植被覆蓋等影響，致使該斷裂的地表構造遺跡保存得不夠完整，古地震與活動構造和新構造等研究工作開展得也較少，該斷裂相關的地震危險性評價基礎資料比較缺乏[5-6]。

依蘭—伊通斷裂溫泉帶研究區(qū)地處松遼盆地與依蘭—伊通斷裂的邊緣地帶，北東向的第二松花江斷裂與依蘭—伊通斷裂交匯處。近年來，隨著經濟社會的發(fā)展，依蘭—伊通斷裂沿線發(fā)現大量的地熱資源，并不斷地被開發(fā)利用。

1.2依蘭—伊通斷裂地震活動性特征

依蘭—伊通斷裂是郯廬斷裂帶的又一條重要分枝，走向北東，寬度8～20km。斷裂帶的中段與螞蟻河和松花江河谷相吻合，并沉積有達連河組和丁山村組煤系地層。在伊通、雙陽等地幾年有中小型地震活動。雙陽、永吉、昌邑、龍?zhí)兜鹊赜械叵禄鹕胶蜏厝顒?。該斷裂及周邊區(qū)域存在發(fā)生中強地震構造背景，但震級都不高。

2依蘭—伊通斷裂地球水化學變化特征與地震活動性關系

2.1溫泉點地球水化學變化特征

對依蘭—伊通斷裂溫泉帶吉林市周邊區(qū)域的神農溫泉、鱉龍溫泉、喬屯溫泉、金達溫泉、四季祥康溫泉、紫御溫泉、圣德泉、卓遠溫泉這8個溫泉點進行了勘察調研，對各溫泉點的地理位置、地質條件、水溫和各種礦物質進行了勘察和分析，結果如下。

2.1.1神農溫泉

神農溫泉（E126.36°，N44.01°）位于吉林市昌邑區(qū)孤店子鎮(zhèn)大荒地村。該溫泉水出自依蘭-伊通斷裂溫泉帶地下1980m的深層地下水。2007年出水溫度平均值為62℃，現逐年有衰減趨勢，目前出水溫度為55℃，富含氡、鎂、鈉等30多種的礦物質微量元素。

2.1.2鱉龍溫泉

鱉龍溫泉（E126.28°，N43.95°）位于吉林市樺皮廠鎮(zhèn)永勝村。該溫泉水出自溫泉帶地下2200m深層地下水，2000年出水溫度平均值為63℃，現逐年有衰減趨勢，目前出水溫度平均為56℃，富含氡、鎂、鈉等30多種的礦物質微量元素。

2.1.3喬屯溫泉

喬屯溫泉（E126.28°，N43.99°）位于吉林市樺皮廠鎮(zhèn)喬屯村，海拔204.68m。該溫泉井深約2300m，現出水溫度平均值為75℃，現逐年有衰減趨勢，富含氡、鎂、鈉等30多種的礦物質微量元素。

2.1.4金達溫泉

金達溫泉（E126.30°，N43.98°）位于吉林市是昌邑區(qū)樺皮廠鎮(zhèn)吉長北線86km處，海拔219.20m。該溫泉井深約2200m，現出水溫度62℃，現逐年有衰減趨勢，富含氡、鎂、鈉等30多種的礦物質微量元素。

2.1.5四季祥康溫泉

四季祥康溫泉（E126.29°，N43.99°）位于吉林市樺皮廠鎮(zhèn)樺太路，海拔203.44m。該溫泉井深約2300m，出水溫度平均值約為60℃，現溫度逐年呈衰減趨勢，富含鈣、鐵、氡、鎂、鈉等30多種的礦物質微量元素。

2.1.6紫御溫泉

紫御溫泉（E126.30°，N43.99°）位于吉林市樺皮廠鎮(zhèn)長吉北線收費站北800m，海拔193.43m。該溫泉水井深約2300m，出水溫度83℃，現逐年有衰減趨勢，富含氡、鎂、鈉等30多種的礦物質微量元素。

2.1.7圣德泉

圣德溫泉（E126.25°，N43.88°）位于吉林市船營區(qū)，距吉長南線18km處，海拔194.30m。該溫泉井深約2900m，現年出水溫度62℃，現逐年有衰減趨勢，富含氡、鎂、鈉、碳酸氫離子和偏硅酸等30多種的礦物質微量元素。

2.1.8卓遠溫泉

卓遠溫泉（E126.00°，N43.78°）位于吉林市永吉縣一拉溪鎮(zhèn)貴張嶺村，海拔220.40m。該溫泉井深約2750m，溫泉的泉水與長白山溫泉為同一水系，是長白山溫泉的主要泉眼，每小時出水量為50～80t?，F出水溫度63℃，該溫泉pH值為8.05，水質略顯蛋青色，無異味，含有多種對人體有益的微量元素和礦物質，有氟離子以及錳、鋰、鍶、鋅、碘、鉬等，屬重碳酸鈉型偏硅酸溫泉水，是大型的醫(yī)療熱礦泉。

2.2溫泉地球化學資料及選取

對研究區(qū)內8處溫泉進行采樣化驗分析（見表1）。選取研究區(qū)內8個溫泉點，實地考察并記錄了每一處溫泉點的基本要素（地名、位置、井深）和變化現象（溫度、礦物質離子等）。在對水化學指標的分析處理中，有必要對研究區(qū)范圍內的溫泉數據資料進行選取并做化驗分析。研究工作遵循以下原則：（1）溫泉點的選取在地理空間上盡量滿足在溫泉帶上的均勻分布；（2）溫泉取樣時要測量泉口溫度；（3）溫泉水樣必須有水化學分析數據，包括HCO3-、SO42-、F-、Cl-、Mg2+、K+、Ca2+、Na+等化學離子成分的含量；（4）對于圣德泉這樣有多個溫泉井，并且溫泉點之間相距較近，從空間代表性而言，只選取1個即可，即選擇由溫泉水地球化學溫標計算的熱儲溫度和泉口溫度值同時最高者；（5）TDS為水溶固體物質總量，用水化軟件AqQa計算得到。

據表1分析，該溫泉帶溫泉點pH值來看，pH值從7.96～8.48不等，屬于偏酸性溫泉。從溫泉點TDS（總礦化度）空間分布來看，從北東向南西依次遞減。EC（電導率）也呈北東向南西依次遞減趨勢。從2000m深的溫泉水溫來看，溫度在55～83℃不等，地熱活動較頻繁。K+、Na+、Ca2+、Mg2+等陽離子含量也呈北東向南西依次遞減趨勢。Cl-、F-、SO42-、HCO3-等也呈北東向南西依次遞減趨勢。

2.3地震活動性分析

近年來，該溫泉帶的水溫有逐年遞減趨勢，TDS（總礦化度）從北東向南西依次遞減。同時，依蘭—伊通斷裂中部雙陽-舒蘭段，自2010年以來，一直沒有地震發(fā)生，處于平靜狀態(tài)。需進一步關注該溫泉帶地下水變化，及時獲取數據，為地震趨勢判定提供分析依據。

3結果與展望

通過對依蘭—伊通斷裂及鄰區(qū)部分溫泉地球化學數據收集、匯總，對每一處溫泉水化學特征進行調研和初步分析，得出初步研究意見。（1）研究區(qū)內溫泉水化學分析數據差異較大。北東方向的溫泉TDS、陰陽離子濃度較高，向南西逐漸遞減。（2）溫泉溫度近幾年來呈遞減趨勢，地震活動較少。（3）研究區(qū)內TDS含量、主要離子含量等指標呈現空間分布特征，在空間分布上受活動構造控制較明顯，沿依蘭—伊通斷裂呈現北東高、南西低遞減的趨勢，與近幾十年地震活動關系表現為高值區(qū)向北的大口欽、缸窯等區(qū)域地震活動較多，低值區(qū)活動較少。

目前，僅對吉林市水資源研究所的化驗結果進行了分析研究，對該溫泉帶的研究只是初步的探知。還需要持續(xù)多年深入研究，并擴大研究區(qū)域，調研斷裂帶附近的每一個溫泉點，每年持續(xù)觀測，探究每個溫泉點的地球水化學特征，分析地下溫泉、地下火山及地震活動性的關系。

參考文獻

[1]閆東晗，徐智濤，徐岳仁，等.伊通-舒蘭斷裂帶四平段～（14）C定年及構造意義[J].大地測量與地球動力學，2022，42（8）：835-839.

[2]史浙明，葉海龍，呂少杰，等.斷裂帶水力特性研究進展[J].地質科技通報，2023，42（4）：47-54.

[3]申華梁，楊耀，周志華，等.川西理塘毛埡溫泉群的成因及深部地熱過程[J].地震地質，2023，45（3）：689-709.

[4]張立，段勝朝，高文斐，等.云南騰沖地震臺水溫異常調查分析[J].地震地磁觀測與研究，2022，43（S1）：413-414.

[5]巴艷芳，譚雨文，馬銘志，等.吉林市地震監(jiān)測預報體系建設的實踐與探索[J].現代農業(yè)研究，2021，27（10）：139-140.

[6]周劍青，郭建芳，佟鑫，等.昌黎地震臺地電場觀測漏電干擾調查[J].地震地磁觀測與研究，2022，43（4）：41-50.