漓江流域丰水期外源酸对岩溶化学风化碳汇的影响

于2020年4月对漓江流域主要干/支流进行采样及监测,结合Gibbs图、离子比值、Galy模型和同位素特征值方法,分析流域内水化学特征及外源酸对流域岩溶碳汇的影响。结果显示:(1)受碳酸盐岩风化影响所控制,漓江水体主要水化学类型为HCO_(3)-Ca;[Ca^(2+)+Mg^(2+)]/[HCO_(3)^(–)]的当量比均值为0.87,[Ca^(2+)+Mg^(2+)]/[HCO_(3)^(–)+SO_(4)^(2–)+NO_(3)^(–)]的当量比均值为1.07,指示碳酸盐岩风化过程受到外源输入的硫酸和硝酸影响;(2)漓江流域最终出口(阳朔断面)的碳汇通量为974.86×10^(3) mol·(km^(2)·a)^(–1)。各支流碳汇量占总出口比例的波动较大,比例最小为小溶江,只占总通量1.44%,而贡献比例最大则为良丰河35.74%,甘棠江和良丰河贡献比例合计达57.04%。(3)流域内各支流CO_(2)消耗量的占比均值为10.02%,存在显著的空间变化,受不同流域的地质分布和流量的影响明显。(4)外源酸风化碳酸盐岩的DIC贡献率介于13%~55%之间,空间变化上,大榕江和桃花江的贡献比例较大,均高于50%,而外源酸对阳朔断面DIC贡献率低至13%。

河水化学离子成因及影响因素的因子分析探讨

因子分析通过提取影响水化学场形成的主要因素,定量研究流域内岩石风化等对河水化学离子的影响程度,从而对河水溶解质综合分析,反映水化学形成及变化规律。对朝鲜半岛汉江流域前人已发表的数据进行因子分析,研究南北支流水化学的主控因素及其影响程度,结果显示:岩溶作用是汉江流域重要的风化过程,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为41.83%和43.15%;硅酸岩类的风化作用较弱,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为13.94%和12.12%;人类活动和大气沉降对汉江水化学贡献较大,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为29.37%和37.14%。硫酸对南北汉江岩石风化的贡献分别为68%和95%,硝酸参与了南汉江流域的岩石风化。硫酸和硝酸在岩石风化吸收大气CO2中的作用及其对通量计算的影响应引起注意。综合因子得分和总溶解固体浓度有很好相关性,因子分析结果很好地反映了研究区的实际情况。汉江河水离子在空间分布上受地质背景控制,在时间上受降雨等气候变化影响。

铀系不平衡在粤北花岗岩风化速率研究中的应用

为探讨粤北花岗岩化学风化过程中所表征的地貌演化和气候环境变化,选取锦江流域为研究区,运用铀系不平衡方法,测试流域内河流水中铀的质量浓度、风化壳及岩石中铀的质量分数、234 U与238 U的放射性活度比,计算流域中花岗岩的化学风化速率.结果显示:在当前水热条件下,本流域中平均CIA值为86.84的花岗岩风化壳的化学风化速率为0.038 mm/a,即风化1 m厚的花岗岩需要约26 000年;在热带亚热带地区,控制岩石风化的主要因素是高温潮湿的气候条件;铀系同位素之间产生的不平衡适用于量化评估风化作用下水-土-岩三者间的相互作用,也为岩石风化及地表过程的相关研究提供了一种新的示踪手段.

硫化物风化产酸对流域岩石风化和碳循环的影响——以黄河支流三川河流域为例

硫化物风化产酸可加速岩溶作用但抑制大气二氧化碳参与流域碳循环,其复杂的地球化学机制和过程待阐明.本文以黄河二级支流三川河流域为例,通过采集20个三川河及其支流地表水点样和30个柳林泉地下水点样,经实验测试获得了流域比较系统的水化学资料和δ^13C、δ^34S数据,运用碳、硫同位素分析与水化学平衡计量方法,量化了流域硫化物风化产酸对岩石风化作用的贡献以及对碳循环的影响.计算结果表明:煤系地层硫化物和矿床硫化物的氧化及大气酸沉降所形成的硫酸明显促进了流域碳酸盐岩的溶蚀,对碳酸盐岩溶蚀的贡献约占64.59%;柳林泉水石膏溶解来源的SO2-4占69%,河水中石膏溶解来源的SO2-4占30%,但这些部分SO2-4没有参与溶蚀作用,应当扣除;三川河流域平均岩石风化速率为10.02 mm/ka,其中碳酸盐岩、 硅酸盐岩的风化速率分别为9.14 mm/ka和0.88 mm/ka,低于国内外很多流域;由于硫酸抵消了碳酸盐岩石风化作用对大气二氧化碳的吸收,流域岩石风化消耗大气/土壤CO2通量为116.58 mmol/(km^2·a),不足珠江流域的1/5,且硅酸盐岩风化的贡献占63.3%.