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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
1
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。
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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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职称材料
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
2
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 。
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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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职称材料
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
3
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。
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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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职称材料
题名
岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究
被引量:
2
1
作者
蓝高勇
汪智军
殷建军
唐伟
吴夏
杨会
机构
中国地质科学院岩溶地质研究所
出处
《岩矿测试》
CSCD
北大核心
2021年第5期720-730,共11页
基金
国家自然科学基金项目(41807426)
广西自然科学基金项目(2018GXNSFAA138097
+3 种基金
2018GXNSFBA050004
2018GXNSFAA281320
2020GXNSFAA159066)
广西重大科技创新基地建设项目(2018-242-Z01)。
文摘
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。
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
Keywords
carbonate weathering
hydrochemical analysis
isotope ratio mass spectrometry
carbonate precipitation
calcium carbonate deposition
karst-related carbon sink
分类号
X143 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
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
2
作者
刘金辉
李学礼
机构
华东地质学院
出处
《矿床地质》
CAS
CSCD
北大核心
2001年第3期259-264,共6页
基金
核工业地质局核科学基金 (编号 :Y112 18910 90 1)的资助
文摘
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 。
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
Keywords
fossil hydrothermal system, discharge area, water_uranium specific potential value, CO 2 degasification, uranium deposit
分类号
P619.14 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
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
3
作者
李大帅
吴少景
李建鸿
张陶
机构
西南大学地理科学学院
中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室
上林县大龙洞水利工程管理所
出处
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期183-196,共14页
基金
中国地质科学院基本科研业务费项目(2017006,2020004)
国家自然科学基金项目(41977166,41907172,41572234)
广西自然科学基金项目(2017GXNSFFA198006)。
文摘
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。
关键词
溶解无机碳
稳定碳同位素
热分层
二氧化碳脱气
Keywords
dissolved inorganic carbon
stable carbon isotope
thermal stratification
carbon dioxide degassing
分类号
P641 [天文地球—地质矿产勘探]
TV697.2 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究
蓝高勇
汪智军
殷建军
唐伟
吴夏
杨会
《岩矿测试》
CSCD
北大核心
2021
2
在线阅读
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职称材料
2
下庄铀成矿古水热系统排泄区(减压区)铀成矿作用研究
刘金辉
李学礼
《矿床地质》
CAS
CSCD
北大核心
2001
5
在线阅读
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职称材料
3
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
李大帅
吴少景
李建鸿
张陶
《中国岩溶》
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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