1 研究背景

长期地震监测和研究表明，在中、强地震发生前数天至数月、地震发生时和地震发生以后数天到数月，常在震中区与远离震中的地区出现水化组分异常。随着质谱仪技术的不断完善，精确测定水样中稳定同位素含量成为可能，稳定同位素在现代水文学研究中得到广泛应用。应用氢氧稳定同位素示踪技术，开展有关地下水的补给来源、地下热水的循环深度、水岩反应等研究，对地震孕育、发生过程中地下水异常信息的科学评估、地震活动性强度判定及在地震前兆异常与孕震介质演化研究等方面具有广泛的应用价值。如钟俊等（2018）利用氢氧同位素组成及气体组分和碳同位素组成等地球化学数据，分析了河南太康县群井异常现象。

延寿地区地质构造复杂，受中国东北部新华夏系构造体系第二隆起带（张广才岭隆起）控制，主要构造线呈NE向，其次呈NW向，区内大部分为花岗岩占据。从各时代岩层和岩体产生的形变进行综合分析，该区域地质构造可分为华夏系构造体系、新华夏系构造体系、华夏式构造。该区地势由南、北向中部倾斜，中部由西南向东北倾斜，受喜马拉雅造山运动影响，白垩系各坳陷盆地进一步发育，在蚂蜒河流域产生新断块式下降，形成“依兰—舒兰断裂带”，由西南向东北横贯县境中部，将张广才岭西坡分割为南北2个山区。中部有发源于张广才岭西坡的蚂蜒河，流经尚志县，从西南流入延寿县，沿“依舒地堑”流向东北，又不断搬运被侵蚀的物质，堆积不同时期、不同成因的第四系堆积物形成蚂蜒河各河谷平原。文中从延寿地区不同地点不同深度采集水样进行测试，分析该区地下水水化学特征。

2 样品采集与测试

分别在延寿地区水源头泉眼、二道桥和过水路面等不同深度采集水样，样品送至中国地震局地壳动力学重点实验室进行水质及氢氧同位素测试，测试结果见表 1、表 2。

3 结果与讨论

据《黑龙江省水文地质志》（高津，2000），延寿地区地下水中阳离子以Ca²⁺为主，其中K⁺浓度为0.56—6.22 mg/L，Na⁺浓度为4.4—26.53 mg/L，Ca²⁺浓度为2.57—90.08 mg/L，Mg²⁺浓度为3.0—19.03 mg/L；阴离子以HCO₃^-为主，其中Cl^-浓度为0.95—30.70 mg/L，SO₄^2-浓度为1.00—28.08 mg/L，HCO₃^-浓度为20.81—257.02 mg/L。以此数据作为该区域水文化学背景值，与此次水样分析结果进行对比分析。

由水样测试结果（表 1）可知，地下水中各离子组分数值均落在背景值区间，但过水路面处水样中阴阳离子浓度较水源头和二道桥水样高，可能是兴隆河水与西柳树河水混合的结果。另外，过水路面水样中Cl^-和NO₃^-浓度较其他2个水样高，因为该点距离城镇和农田较近，可能存在人为因素影响。

根据绘制的Piper图，水源头和过水路面水样水化类型均为Ca-HCO₃型，二道桥水样水化类型为Ca-HCO₃·SO4型。据水样的Na-K-Mg三角图可知，水源头、二道桥和过水路面均为未成熟水，表明其水源补给主要为大气降水，水—岩之间尚未达到离子平衡状态，循环周期相对较快，水岩作用仍在进行。

地下水经蒸发、径流和水—岩相互作用等环节不断发生循环和演化，氢氧同位素在上述过程中发生动力分馏、与高温岩石等其他物质发生交换和反应，从而使得水样中的氢氧同位素组成与大气降水线发生一定偏离。因此，氢氧环境同位素作为示踪剂，可用来分析地下水补给后的循环和演化特征。中国东北地区大气降水线为，在延寿地区水样图（图 1）中，所采水样均分布于当地大气降水线附近，表明该区地下水来源主要是大气降水。