非岩溶水和硫酸参与溶蚀对湘南地区地下河流域岩溶碳汇通量的影响

作者：黄奇波; 覃小群; 刘朋雨; 张连凯; 苏春田

来源：地球科学进展, 2017, 32(03): 307-318.

• 地下河
• 碳酸盐岩风化
• 硅酸盐岩风化
• 碳汇通量
• 硫酸

研究非岩溶水和硫酸参与溶蚀对地下河流域岩溶碳汇通量的影响,有助于提高岩石风化碳汇通量估算精度,对于推进地质作用与全球气候变化研究意义重大。选取湘南北江上游武水河流域内4条典型地下河为对象,通过水化学对比分析,揭示硅酸盐岩风化对流域地下水化学的重要影响。运用Galy方法计算流域非岩溶地层中的硅酸盐岩风化消耗大气/土壤CO2对岩石风化碳汇的重要贡献,并评价了H2SO4参与下碳汇通量的扣除比例。结果显示:(1)流域内有非岩溶地层的L01,L02地下河,Na+,K+和SiO2浓度明显高于纯碳酸盐L03和L04地下河,非岩溶地层中的硅酸盐的风化对地下河水中K+,Na+,SiO2浓度有一定贡献;(2)4条地下河的[Ca2++Mg2+]/[HCO3-]当量比值为1.051.15,[Ca2++Mg2+]/[HCO3-+SO42-]的当量比值为0.991.08,Ca2++Mg2+相对于HCO3-过量,过量的Ca2++Mg2+与SO42-相平衡,证实硫酸参与流域碳酸盐岩的溶蚀;(3)L01和L02地下河岩石风化消耗的CO2通量中非岩溶地层中的硅酸盐风化消耗所占比例分别为3.36%和2.22%,而L03和L04地下河中硅酸盐风化消耗比例小于0.50%,表明有非岩溶地层存在的地下河流域,其岩石风化消耗的CO2通量中硅酸盐风化消耗占有一定比例;(4)在考虑硫酸参与碳酸盐岩溶蚀时,4条地下河的碳汇通量分别扣除4.84%,4.52%,6.20%和9.36%。

• 单位
  中国地质科学院岩溶地质研究所; 国土资源部