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岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究 被引量:2
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作者 蓝高勇 汪智军 +3 位作者 殷建军 唐伟 吴夏 杨会 《岩矿测试》 CSCD 北大核心 2021年第5期720-730,共11页
碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_(2)),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在... 碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_(2)),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在争议,一些学者认为岩溶地下水出露地表后会发生CO_(2)脱气,对岩溶碳汇通量估算带来不确定性。本文以广西桂林长流水表层岩溶泉补给的溪流(约2.7km长)为例,利用水化学和同位素质谱仪测试技术,研究了溪水水化学指标和溶解无机碳同位素(δ^(13) C_(DIC))沿流程变化,探讨了溪流CO_(2)脱气过程、通量及其影响因素,以更好地了解岩溶碳汇的稳定性。结果表明:从泉口向下游,在陡坡地段(C1~C14段,长约270m,坡度约10°),溪水pH值、方解石饱和指数和δ^(13) C_(DIC)沿流程分别升高了0.9、0.9和1.8‰,而CO_(2)分压、电导率、Ca^(2+)浓度和DIC浓度分别下降了85%、34μS/cm、0.2mmol/L和0.7mmol/L,说明溪水发生了显著的CO_(2)脱气,并伴随碳酸钙沉淀。而在平缓地段(C18~C26段,长约2.1km,坡度<1°),溪水各水化学指标和δ^(13) C_(DIC)变化较小,指示CO_(2)脱气作用较弱。这些发现表明溪流CO_(2)脱气受到了地形决定的水动力条件控制。另外,在下游渠段,受支流汇入影响,溪水pH值和方解石饱和指数有所降低,在一定程度上抑制了CO_(2)脱气。溪流CO_(2)脱气能够抵消部分岩溶作用固定的大气CO_(2)量,但是在长流水这一高地势、低流量且有碳酸钙沉积的环境下,其抵消的量也仅占29%。对于在低缓地区受流量很大的岩溶泉/地下河补给的河流,其CO_(2)脱气作用对岩溶碳汇的影响有限,加之受可能增强的水生光合生物固碳效应影响,岩溶碳汇应具有很高的稳定性。 展开更多
关键词 岩溶作用 水化学分析 同位素质谱法 二氧化碳脱气 碳酸钙沉积 岩溶碳汇
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下庄铀成矿古水热系统排泄区(减压区)铀成矿作用研究 被引量:5
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作者 刘金辉 李学礼 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期259-264,共6页
形成于古水热系统排泄区 (减压区 )的下庄花岗岩型铀矿床是地下热水与岩石相互作用的产物。矿物流体包裹体水文地球化学分析表明 ,成矿期铀成矿古热水溶液气体成分主要为CO2 ,水化学类型为HCO3 _Ca·Na型、F_Ca型和HCO3 ·F_K... 形成于古水热系统排泄区 (减压区 )的下庄花岗岩型铀矿床是地下热水与岩石相互作用的产物。矿物流体包裹体水文地球化学分析表明 ,成矿期铀成矿古热水溶液气体成分主要为CO2 ,水化学类型为HCO3 _Ca·Na型、F_Ca型和HCO3 ·F_K型。地球化学模式和热力学计算证明 ,热水溶液中铀的存在形式为UO2 (CO3 ) 2 -2 ,UO2 F-3 和UO2 F2 -4 。热水溶液深循环过程中CO2 的加入可使溶液铀沉淀临界电位值 (EhC ,U)明显降低 ,从而保持水_铀比电位值 (ΔEhW ,U)为正值 (ΔEhW ,U=EhW -EhC ,U) ,使铀在深部相对还原的条件下仍能稳定迁移。当富铀成矿热液进入减压排泄区时 ,由于溶液物理_化学条件的改变 ,发生CO2 脱气作用和中和还原作用 ,导致ΔEhW ,U小于零 ,使铀沉淀、富集 。 展开更多
关键词 古水热系统 排泄水 水-铀比电位值 铀矿床 二氧化碳脱气作用 地下热水 流体包裹体
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岩溶水库热结构变化对水体溶解无机碳及其同位素的影响过程 被引量:5
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作者 李大帅 吴少景 +1 位作者 李建鸿 张陶 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期183-196,共14页
以中国南方亚热带地区典型的地下水补给型水库——大龙洞水库为对象,于2018年1月、4月、7月、10月、12月分别在上、中、下游三个监测点进行采样,探究水库热结构变化对于水体无机碳及其同位素的影响过程及机理。结果表明:(1)大龙洞水库... 以中国南方亚热带地区典型的地下水补给型水库——大龙洞水库为对象,于2018年1月、4月、7月、10月、12月分别在上、中、下游三个监测点进行采样,探究水库热结构变化对于水体无机碳及其同位素的影响过程及机理。结果表明:(1)大龙洞水库水体在一个水文年中呈现周期性的混合期—分层期—混合期的热结构变化,4月热分层开始显现,7月逐渐显著呈现完整的热分层,10月以后热分层逐渐消失,水体逐渐实现混合;(2)水体热分层是溶解无机碳(DIC)浓度与碳稳定同位素(δ^(13)C_(DIC))值变化的主要驱动力。表水层中DIC主要受水—气界面二氧化碳脱气、水生生物光合作用控制,其DIC浓度与δ^(13)C_(DIC)值分别为3.22 mmol·L^(−1)和−9.15‰;温跃层中DIC主要受有机质降解过程影响,其DIC浓度与δ^(13)C_(DIC)值分别为3.43 mmol·L^(−1)和−9.70‰;底水层中DIC主要受碳酸盐沉淀过程影响,其DIC浓度与δ^(13)C_(DIC)值分别为4.32 mmol·L^(−1)和−11.89‰;(3)三种过程伴随水库热结构的变化而变化,驱动DIC浓度及其同位素的变化梯度G(DIC)与G(δ^(13)C_(DIC))的变化,表现为底水层<表水层<温跃层。热分层结束进入混合期后,DIC浓度与δ^(13)C_(DIC)值的时空差异均逐渐消失,最终表现出DIC浓度与δ^(13)C_(DIC)值的均一化。 展开更多
关键词 溶解无机碳 稳定碳同位素 热分层 二氧化碳脱气
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