依兰—伊通断裂温泉带地球化学特征及地震活动性研究

摘要：通过对依兰―伊通断裂上神农温泉、鳖龙温泉、乔屯温泉等8个地下2000m左右温泉点进行研究，分析温泉水水质类型、补给来源、水-岩石平衡状态以及循环深度，讨论温泉水深循环对地震活动性的影响。同时，对该断裂附近的温泉水进行化验，分析地下温泉水Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等离子的含量及变化，探讨与断裂带附近的地震活动之间的关系。得出初步研究结论：研究区内温泉水化学分析数据差异较大，北东方向的温泉TDS、阴阳离子浓度较高，向南西逐渐递减；温泉温度近几年来呈递减趋势，地震活动较少；研究区内TDS含量、主要离子含量等指标呈现空间分布特征，在空间分布上受活动构造控制较明显。

关键词：依兰—伊通断裂温泉地球化学地震活动性

中图分类号：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世纪70年代以来，专家学者用地震学和地质学的方法和手段对依兰-伊通断裂进行了系统研究，取得了较多的成果，确定了依兰—伊通断裂的走向和地震活动特征[1]。中国地震局地质研究所联合多个科研部门于2013年在依兰—伊通断裂上发现了距今1700年前的地震活动情况，进一步地利用多种方法开展对依兰—伊通断裂研究，对依兰—伊通断裂的地震活动特征具有现实意义。

目前，国内运用分析温泉水地球化学特征，探讨与断裂带附近的地震活动之间的关系，是一种新的尝试[2]。课题组开展依兰—伊通断裂上孤店子镇大荒地村神农温泉、桦皮厂镇永胜村鳖龙温泉等几个地下2000m左右温泉点水质类型、补给来源、水-岩石平衡状态以及循环深度研究，并讨论温泉水深循环对地震活动性的影响，通过分析地下温泉水水氡、气氡及Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等化学离子的含量及变化，探讨所处断裂的地震活动情况和相互关系[3-4]。

1研究区概况

1.1研究区域地质地震背景

研究区域位于依兰—伊通断裂地带，分布在黑龙江省和吉林省境内，总长约800km，约N50°SE，是东部郯庐断裂带北段的重要分支断裂。由于受到城镇土地利用、种植业发展等因素，加之雨水冲刷和植被覆盖等影响，致使该断裂的地表构造遗迹保存得不够完整，古地震与活动构造和新构造等研究工作开展得也较少，该断裂相关的地震危险性评价基础资料比较缺乏[5-6]。

依兰—伊通断裂温泉带研究区地处松辽盆地与依兰—伊通断裂的边缘地带，北东向的第二松花江断裂与依兰—伊通断裂交汇处。近年来，随着经济社会的发展，依兰—伊通断裂沿线发现大量的地热资源，并不断地被开发利用。

1.2依兰—伊通断裂地震活动性特征

依兰—伊通断裂是郯庐断裂带的又一条重要分枝，走向北东，宽度8～20km。断裂带的中段与蚂蚁河和松花江河谷相吻合，并沉积有达连河组和丁山村组煤系地层。在伊通、双阳等地几年有中小型地震活动。双阳、永吉、昌邑、龙潭等地有地下火山和温泉活动。该断裂及周边区域存在发生中强地震构造背景，但震级都不高。

2依兰—伊通断裂地球水化学变化特征与地震活动性关系

2.1温泉点地球水化学变化特征

对依兰—伊通断裂温泉带吉林市周边区域的神农温泉、鳖龙温泉、乔屯温泉、金达温泉、四季祥康温泉、紫御温泉、圣德泉、卓远温泉这8个温泉点进行了勘察调研，对各温泉点的地理位置、地质条件、水温和各种矿物质进行了勘察和分析，结果如下。

2.1.1神农温泉

神农温泉（E126.36°，N44.01°）位于吉林市昌邑区孤店子镇大荒地村。该温泉水出自依兰-伊通断裂温泉带地下1980m的深层地下水。2007年出水温度平均值为62℃，现逐年有衰减趋势，目前出水温度为55℃，富含氡、镁、钠等30多种的矿物质微量元素。

2.1.2鳖龙温泉

鳖龙温泉（E126.28°，N43.95°）位于吉林市桦皮厂镇永胜村。该温泉水出自温泉带地下2200m深层地下水，2000年出水温度平均值为63℃，现逐年有衰减趋势，目前出水温度平均为56℃，富含氡、镁、钠等30多种的矿物质微量元素。

2.1.3乔屯温泉

乔屯温泉（E126.28°，N43.99°）位于吉林市桦皮厂镇乔屯村，海拔204.68m。该温泉井深约2300m，现出水温度平均值为75℃，现逐年有衰减趋势，富含氡、镁、钠等30多种的矿物质微量元素。

2.1.4金达温泉

金达温泉（E126.30°，N43.98°）位于吉林市是昌邑区桦皮厂镇吉长北线86km处，海拔219.20m。该温泉井深约2200m，现出水温度62℃，现逐年有衰减趋势，富含氡、镁、钠等30多种的矿物质微量元素。

2.1.5四季祥康温泉

四季祥康温泉（E126.29°，N43.99°）位于吉林市桦皮厂镇桦太路，海拔203.44m。该温泉井深约2300m，出水温度平均值约为60℃，现温度逐年呈衰减趋势，富含钙、铁、氡、镁、钠等30多种的矿物质微量元素。

2.1.6紫御温泉

紫御温泉（E126.30°，N43.99°）位于吉林市桦皮厂镇长吉北线收费站北800m，海拔193.43m。该温泉水井深约2300m，出水温度83℃，现逐年有衰减趋势，富含氡、镁、钠等30多种的矿物质微量元素。

2.1.7圣德泉

圣德温泉（E126.25°，N43.88°）位于吉林市船营区，距吉长南线18km处，海拔194.30m。该温泉井深约2900m，现年出水温度62℃，现逐年有衰减趋势，富含氡、镁、钠、碳酸氢离子和偏硅酸等30多种的矿物质微量元素。

2.1.8卓远温泉

卓远温泉（E126.00°，N43.78°）位于吉林市永吉县一拉溪镇贵张岭村，海拔220.40m。该温泉井深约2750m，温泉的泉水与长白山温泉为同一水系，是长白山温泉的主要泉眼，每小时出水量为50～80t。现出水温度63℃，该温泉pH值为8.05，水质略显蛋青色，无异味，含有多种对人体有益的微量元素和矿物质，有氟离子以及锰、锂、锶、锌、碘、钼等，属重碳酸钠型偏硅酸温泉水，是大型的医疗热矿泉。

2.2温泉地球化学资料及选取

对研究区内8处温泉进行采样化验分析（见表1）。选取研究区内8个温泉点，实地考察并记录了每一处温泉点的基本要素（地名、位置、井深）和变化现象（温度、矿物质离子等）。在对水化学指标的分析处理中，有必要对研究区范围内的温泉数据资料进行选取并做化验分析。研究工作遵循以下原则：（1）温泉点的选取在地理空间上尽量满足在温泉带上的均匀分布；（2）温泉取样时要测量泉口温度；（3）温泉水样必须有水化学分析数据，包括HCO3-、SO42-、F-、Cl-、Mg2+、K+、Ca2+、Na+等化学离子成分的含量；（4）对于圣德泉这样有多个温泉井，并且温泉点之间相距较近，从空间代表性而言，只选取1个即可，即选择由温泉水地球化学温标计算的热储温度和泉口温度值同时最高者；（5）TDS为水溶固体物质总量，用水化软件AqQa计算得到。

据表1分析，该温泉带温泉点pH值来看，pH值从7.96～8.48不等，属于偏酸性温泉。从温泉点TDS（总矿化度）空间分布来看，从北东向南西依次递减。EC（电导率）也呈北东向南西依次递减趋势。从2000m深的温泉水温来看，温度在55～83℃不等，地热活动较频繁。K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子含量也呈北东向南西依次递减趋势。Cl-、F-、SO42-、HCO3-等也呈北东向南西依次递减趋势。

2.3地震活动性分析

近年来，该温泉带的水温有逐年递减趋势，TDS（总矿化度）从北东向南西依次递减。同时，依兰—伊通断裂中部双阳-舒兰段，自2010年以来，一直没有地震发生，处于平静状态。需进一步关注该温泉带地下水变化，及时获取数据，为地震趋势判定提供分析依据。

3结果与展望

通过对依兰—伊通断裂及邻区部分温泉地球化学数据收集、汇总，对每一处温泉水化学特征进行调研和初步分析，得出初步研究意见。（1）研究区内温泉水化学分析数据差异较大。北东方向的温泉TDS、阴阳离子浓度较高，向南西逐渐递减。（2）温泉温度近几年来呈递减趋势，地震活动较少。（3）研究区内TDS含量、主要离子含量等指标呈现空间分布特征，在空间分布上受活动构造控制较明显，沿依兰—伊通断裂呈现北东高、南西低递减的趋势，与近几十年地震活动关系表现为高值区向北的大口钦、缸窑等区域地震活动较多，低值区活动较少。

目前，仅对吉林市水资源研究所的化验结果进行了分析研究，对该温泉带的研究只是初步的探知。还需要持续多年深入研究，并扩大研究区域，调研断裂带附近的每一个温泉点，每年持续观测，探究每个温泉点的地球水化学特征，分析地下温泉、地下火山及地震活动性的关系。

参考文献

[1]闫东晗，徐智涛，徐岳仁，等.伊通-舒兰断裂带四平段～（14）C定年及构造意义[J].大地测量与地球动力学，2022，42（8）：835-839.

[2]史浙明，叶海龙，吕少杰，等.断裂带水力特性研究进展[J].地质科技通报，2023，42（4）：47-54.

[3]申华梁，杨耀，周志华，等.川西理塘毛垭温泉群的成因及深部地热过程[J].地震地质，2023，45（3）：689-709.

[4]张立，段胜朝，高文斐，等.云南腾冲地震台水温异常调查分析[J].地震地磁观测与研究，2022，43（S1）：413-414.

[5]巴艳芳，谭雨文，马铭志，等.吉林市地震监测预报体系建设的实践与探索[J].现代农业研究，2021，27（10）：139-140.

[6]周剑青，郭建芳，佟鑫，等.昌黎地震台地电场观测漏电干扰调查[J].地震地磁观测与研究，2022，43（4）：41-50.