硫化物風化產酸對流域巖石風化和碳循環的影響——以黃河支流三川河流域為例

作者：覃小群,蔣忠誠,黃奇波,張連凱,劉朋雨,梁永平

摘要：硫化物風化產酸可加速巖溶作用但抑制大氣二氧化碳參與流域碳循環,其復雜的地球化學機制和過程待闡明.本文以黃河二級支流三川河流域為例,通過采集20個三川河及其支流地表水點樣和30個柳林泉地下水點樣,經實驗測試獲得了流域比較系統的水化學資料和δ^13C、δ^34S數據,運用碳、硫同位素分析與水化學平衡計量方法,量化了流域硫化物風化產酸對巖石風化作用的貢獻以及對碳循環的影響.計算結果表明:煤系地層硫化物和礦床硫化物的氧化及大氣酸沉降所形成的硫酸明顯促進了流域碳酸鹽巖的溶蝕,對碳酸鹽巖溶蝕的貢獻約占64.59%;柳林泉水石膏溶解來源的SO2-4占69%,河水中石膏溶解來源的SO2-4占30%,但這些部分SO2-4沒有參與溶蝕作用,應當扣除;三川河流域平均巖石風化速率為10.02 mm/ka,其中碳酸鹽巖、 硅酸鹽巖的風化速率分別為9.14 mm/ka和0.88 mm/ka,低于國內外很多流域;由于硫酸抵消了碳酸鹽巖石風化作用對大氣二氧化碳的吸收,流域巖石風化消耗大氣/土壤CO2通量為116.58 mmol/(km^2·a),不足珠江流域的1/5,且硅酸鹽巖風化的貢獻占63.3%.

發文機構：中國地質科學院巖溶地質研究所 自然資源部巖溶生態系統與石漠化治理重點實驗室 自然資源部/廣西壯族自治區巖溶動力學重點實驗室

關鍵詞：硫化物流域巖石化學風化碳循環三川河sulfidebasinrock chemical weatheringcarbon cycleSanchuan River

分類號： P592[天文地球—地球化學]P641[天文地球—地質學]