1 研究背景

利用地下流体进行地震研究，地下水的地球化学特征及成因是重要的研究内容之一，如：盛艳蕊等（2020）利用化学组分来判定水质类型、水岩作用强度，并探讨水体之间的水力关系；Skelton等（2014）根据地震前后氢、氧同位素的差异特征，较好地识别地下水成分改变与区域构造活动的关系。可见，利用水化学组分、同位素开展地下流体的示踪和分析，对于判定水位异常、震前跟踪分析以及预测区域构造活动具有重要价值。

2 研究内容

昆明基准地震台流体观测井（下文简称昆明台井）位于台站西侧100 m，滇东断裂系NS向黑龙潭—官渡断裂上，其北约50 m处有一鱼塘，该水域面积800 m²，平均水深5 m，总容积约4 000 m³。文中以水化学分析为手段，结合水文地质、构造地质，对昆明台井水的地球化学展开研究，旨在厘清该观测井地下水地球化学时空变化，明确井水补给来源，探讨观测井与鱼塘之间的水力关系。

3 研究结果 3.1 水质类型

昆明台井水与鱼塘水的离子组分见表 1，根据舒卡列夫水化学分类方案可知，2018年、2020年二者水化学类型均为HCO₃-Ca型。由表 1可知，2018年与2020年井水的离子含量不同，且变化幅度较大，表明2018年后昆明台井水水岩作用增强，具体表现为：K⁺浓度由6.89 mg/L变为3.61mg/L；Mg²⁺浓度由8.25 mg/L变为9.37 mg/L；Cl^-浓度由5.06 mg/L变为7.01 mg/L；NO₂^-浓度由0.0 mg/L变为7.61mg/L；SO₄^2-浓度由5.72 mg/L变为8.33 mg/L。

3.2 水化学组分演化特征分析

随着溶蚀作用的持续，昆明台井地下水中HCO₃^-、Na⁺和K⁺应有所增加或至少保持与2018年相似浓度状态。但测试结果显示，在2年内，昆明台井水中K⁺、HCO₃^-浓度降低，表明井—含水层系统渗透性有所增强，利于水体流动。SO₄^2-、Cl^-主要来源于农业施肥、污水排放，二者浓度的上升意味着2年内对井水的人为干扰有所增加。F^-离子来源于萤石（CaF₂）和氟镁石（MgF₂）等矿物，主要受断裂活动控制，其含量保持不变，表明昆明台所在地区断裂活动处于平稳期。

3.3 氢氧同位素特征分析

昆明台井水和鱼塘水的氢、氧同位素特征差别较大，但均靠近区域大气降水线（图 1），表明同为大气降水补给。由图 1可见：鱼塘水δD和δ¹⁸O显著高于井水相应值，应与鱼塘水蒸发作用较强有关，同时说明井水存在其他来源的地表水补给；与2018年相比，2020年井水样较向右上方偏移，富集δD和δ¹⁸O，可能原因是，2年间井的水岩作用增强，或者鱼塘水对井水的影响加大。结合井水离子组分演化特征及其与鱼塘水离子组成的较大差异，观测井水富集δD和δ¹⁸O主要与水岩作用增强有关。

3.4 观测井与鱼塘之间的水力关系

鱼塘水和井水的化学组分相似，化学类型相同，加之补给来源均为大气降水，且同处黑龙潭—官渡断裂上，可判定井水和鱼塘水之间具有一定水力关系。另外，根据鱼塘水位和井水位原始曲线（图 2），可知二者水位呈同增同降趋势，相关性较好，也充分证明了井水、鱼塘水之间存在水力关系。

4 结束语

综上所述，昆明台井水、鱼塘水水化学类型均为HCO₃-Ca型。与2018年相比，2020井水的水化学特征发生显著变化，其中K⁺、HCO₃^-浓度降低，反映了井—含水层系统渗透性有所增加；SO₄^2-、Cl^-浓度增加，表明井水受到人为干扰。研究区构造活动平稳，但因含水层渗透性增强和人为干扰，近2年昆明台井的水岩作用有所增强，表现为δD和δ¹⁸O的富集，Mg²⁺浓度升高。井水补给源为大气降水，且与鱼塘水存在一定水力关系，在分析地表水对昆明台井的影响时，应予以考虑。