基于锶同位素的亚热带典型岩溶动力系统降雨条件下岩溶作用速率及其意义

• 作者: 刘文 姜光辉 章程 蒲俊兵
• 来源期刊: 地质论评
• 关键词: 锶同位素 岩溶作用速率 降雨 岩溶动力系统 亚热带地区
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 学术讨论
• 页码范围: 165-176
• 页数: 12页
• 字数: 11013字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16509/j.georeview.2017.01.015

摘要

岩溶动力系统中微量元素及其同位素是指示岩溶动力系统运行过程及其环境意义的重要指标.本研究以我国南方亚热带地区典型岩溶动力系统为研究对象,利用高分辨率监测及采样方法研究了暴雨期昼夜尺度上岩溶泉水微量元素Sr及其同位素的变化特征,计算了暴雨条件下的岩溶作用速率.研究结果表明CO2效应和稀释效应是降雨初期泉水水化学变化的主要控制机制,随后随着流量的持续上升,稀释效应占主导地位.降雨所导致的稀释效应对泉水Sr含量变化影响非常明显,但对岩溶泉水n(87Sr)/n(86Sr)同位素的影响非常有限.降雨期岩溶动力系统内持续的岩溶作用,维持了泉水相对稳定的n(87Sr)/n(86Sr)值特征.通过质量平衡方程计算表明暴雨期内补给的雨水溶蚀灰岩来源的n(87Sr)/n(86Sr)只占泉水总输出n(87Sr)/n(86Sr)的24.3％,当期补给的雨水所引发的CaCO3净溶蚀速率为0.136 mg/(cm2·d),其所产生的碳汇通量为1.01 t CO2.这一结果初步确定了岩溶动力系统中“老水”和新近补给的雨水所导致的溶蚀速率差异和碳汇量差异,这为准确计算降雨诱发的岩溶溶蚀速率和碳汇量准确计算具有十分重要的意义.