地热资源作为一种可再生能源，是实现碳中和目标不可或缺的能源之一。沉积盆地型地热资源具有较高的开发利用潜力，应用前景广泛，是国内外研究地热资源及储热模式的热点地区。本文以松辽盆地西北部的地热系统为研究对象，基于地热流体和浅层地下冷水的水化学及同位素特征，分析地热流水的补给来源和年龄，估算补给高程和深部热储温度，揭示地热系统的深部热源及成因机制。结果表明：地热水化学类型主要为 Cl·HCO₃-Na⁺、HCO₃·Cl- Na⁺和 Cl-Na⁺型水，沿着盆地边缘到盆地中心，由背斜向两侧凹陷，矿化度逐渐增加。同位素分析结果表明：研究区地热水补给来源为古大气降水，补给区海拔 200-700 m 的西北部山区，修正后的 14C 年龄显示地热水以非常缓慢的速度(千年规模)流动，且循环率低，从而有足够的时间让水在系统中被加热，选用石英温标估算热储温度为 45.19～83℃。地热水具有层控热储- 侧向径流补给-大地热流供热的成因模式。莫霍面隆起、上地幔上隆及壳内高导层的存在是盆地地温梯度及大地热流值高的深部原因。本研究将为松辽盆地西北部地热资源的合理开发利用提供科学依据。