硫酸参与的长江流域岩石化学风化与大气犆犗2消耗-中国地学期刊.PDF

第 卷 第 期 ９０ ８ Ｖｏｌ．９０Ｎｏ．８２０１６ 　 地 质 学 报 ＡＣＴＡＧＥＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡ 年 月 　　　 　 　 　 　　 　　 ２０１６ ８ １９３３ １９４３ Ａｕ．１９３３ １９４３ ～ ｇ ～ 硫酸参与的长江流域岩石化学风化与大气犆犗２消耗 ，，） ） ） ） １２３ １ １ １ 张连凯 ，覃小群 ，刘朋雨 ，黄奇波 １）中国地质科学院岩溶地质研究所／国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室，广西桂林，５４１００４； ２）中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵州贵阳，５５００８１； ）中国科学院大学，北京， ３ １０００４９ 内容提要：流域的岩石化学风化过程是全球碳循环中的重要环节。以往的流域水化学碳汇通量估算大多是基 于碳酸对岩石的风化作用。而实际上，硫酸和碳酸一样，也参与了碳元素的地球化学循环，从而对全球碳循环过程 产生影响。长江流域水体近几年出现酸化现象，大部分河段 ２－ 和 ２＋ 含量增高，其对应的岩石风化过程和大 ＳＯ４ Ｃａ 气 ＣＯ２消耗速率也发生变化。文章对长江干流及主要支流 ２０１３年不同季节的离子组成进行监测，利用水化学平 衡法和 Ｇａｌ估算模型，对长江流域岩石化学风化速率和ＣＯ消耗通量进行了估算，对硫酸参与下的长江流域岩石 ｙ ２ 风化和碳循环过程进行了分析。结果表明，长江流域水体离子主要来源于硅酸盐岩风化和碳酸盐岩风化。其中碳 酸盐岩风化对河水离子贡献率为 ９２％。在硅酸盐岩广泛分布的赣江流域，碳酸盐岩风化离子贡献也达 ８５％。分 析表明，硫酸参与了长江流域的岩石风化过程，对水体中离子产生一定影响。硫酸的参与加快了碳酸盐岩的化学 ３ ２ 风化速率，平均提高约 。在不考虑硫酸溶蚀作用下，流域大气 消耗速率平均为 ／ · ， ２８％ ＣＯ２ ５４１．１２×１０ｍｏｌｋｍ ａ ３ ２ 但是硫酸参与时， 消耗速率为 ／ · ，扣除碳汇量约 。在各支流中，乌江流域受硫酸影 ＣＯ２ ４６７．１８×１０ｍｏｌｋｍ ａ １４％ 响最大，而对雅砻江的影响最小，这与乌江流域的含煤地层、矿床硫化物及大气酸沉降有关。 关键词：岩石风化；流域碳循环；硫酸；大气 ＣＯ２消耗 流域岩石化学风化在全球碳循环和气候变化过 ２０１２）。而近几年的研究表明，硫化物和其他低价态 　　 程中起着重要作用。河流的水化学特征反映了流域 的硫氧化形成的硫酸也参与了岩石的地球化学循 地表风化和剥蚀作用的强弱。通过对河水的化学组 环，从而对流域碳循环过程产生影响。例如，刘丛强 成特征分析可以获得有关流域岩石风化信息，估算