地球科学|黄鑫,靳孟贵等:青弋江流域河流水化学与岩石风化过程

学术   科学   2024-09-03 00:00   湖北  

   点击蓝字关注我们哦


为研究中国东部亚热带流域的岩石风化特征,以长江下游青弋江流域为研究区,通过测定青弋江干支流河水及雨水的主要离子浓度,结合水化学和正演模型识别流域岩石风化特征并估算其岩石风化速率和对大气CO2消耗速率.结果表明:流域岩石风化受人为活动影响小,岩石风化以碳酸参与风化为主,硫酸与硝酸的作用可忽略.流域河水阳离子主要来源为碳酸盐岩风化(占59.2%),其次为硅酸盐岩(17.9%).大气降水和蒸发岩的贡献较低,分别占9.6%和5.6%.碳酸盐岩和硅酸盐岩风化速率均为上游山区支流‒徽水(32.04 t·km‒2·a‒1和20.97 t·km‒2·a‒1) > 青弋江干流(24.12 t·km‒2·a‒1和8.91 t·km‒2·a‒1) > 下游平原支流‒漳河(13.68 t·km‒2·a‒1和2.85 t·km‒2·a‒1);CO2消耗速率为徽水(5.86×105 mol·km‒2·a‒1和3.29×105 mol·km‒2·a‒1) > 青弋江(2.45×105 mol·km‒2·a‒1和2.43×105 mol·km‒2·a‒1) > 漳河(0.77×105 mol·km‒2·a‒1和1.39×105 mol·km‒2·a‒1).青弋江流域的岩石风化以碳酸风化碳酸盐岩为主,其风化速率略低于我国东部的其他亚热带硅酸盐岩分布区.青弋江流域的化学风化速率在空间上有所差异,上游山区的硅酸盐岩风化为全流域贡献了更多碳汇,对区域碳循环过程具有重要意义.
青弋江流域河水pH平均值为7.81,TDS在37.20~187.08 mg/L之间,其主要的水化学类型为HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型.青弋江流域河水化学主要受控于岩石风化,碳酸盐岩风化主导了流域化学风化过程,其次为硅酸盐岩风化.
根据正演模型的结果,不同端元对河流溶解质的贡献率为:碳酸盐岩(59.2%) > 硅酸盐岩(17.9%) > 大气降水(9.6%) > 人为活动(7.7%) > 蒸发岩(5.6%).研究区的碳酸盐岩和硅酸盐岩风化速率分别为24.12 t·km-2·a-1和8.91 t·km-2·a-1,与我国东部的亚热带硅酸盐岩分布区的岩石风化速率接近.
空间上,碳酸盐岩和硅酸盐岩风化速率均为上游山区支流‒徽水(32.04 t·km-2·a-1和20.97 t·km-2·a-1) > 青弋江干流 > 下游平原支流‒漳河(13.68 t·km-2·a-1和2.85 t·km-2·a-1);CO2消耗速率亦为徽水(5.86×105·mol·km-2·a-1和3.29×105·mol·km-2·a-1) > 青弋江(2.45×105·mol·km-2·a-1和2.43×105·mol·km-2·a-1) > 漳河(0.77×105·mol·km-2·a-1和1.39×105·mol·km-2·a-1).由于岩性、落差和径流量等因素的差异,上游山区的硅酸盐岩风化速率较下游的子流域更大,为流域贡献了更多碳汇.本研究为青弋江流域的碳汇估算提供了科学依据,加深了对亚热带硅酸盐岩流域岩石风化及全球碳循环过程的认识.
1 青弋江流域水文地质与采样点位置(根据Huang et al., 2022修改)

图2 青弋江干流及支流主要离子Piper图

图3 青弋江流域河水Na校正主要离子关系



文章刊登在《地球科学》第49卷第7期

黄鑫, 靳孟贵, 梁杏, 马斌, 张结, 曹明达, 张志鑫, 苏晶文, 2024. 青弋江流域河流水化学与岩石风化过程. 地球科学, 49(7): 2614-2626. doi: 10.3799/dqkx.2023.005

Huang Xin, Jin Menggui, Liang Xing, Ma Bin, Zhang Jie, Cao Mingda, Zhang Zhixin, Su Jingwen, 2024. Riverine Water Chemistry and Rock Weathering Processes of Qingyi River Basin. Earth Science, 49(7): 2614-2626. doi: 10.3799/dqkx.2023.005

更多论文信息,请点击左下方(阅读原文


加入学术交流群

备注“姓名+单位+ES”



扫码添加小编微信,拉你进入《地球科学》编辑部学术交流群,群内不定期开展答疑会、分享学术研究、学术直播等高质量活动。


往期回顾

矿物学·岩石学·矿床学

   →近70年中国变质岩石学-变质地质学的研究进展

造山带橄榄岩岩石学与构造过程:以松树沟橄榄岩为例

片麻岩穹窿与伟晶岩型锂矿的成矿规律探讨

岩浆作用与地球深部过程

从岩浆岩看青藏高原地壳的生长演化

地壳生长及深部物质架构研究与问题:以中亚造山带(北疆地区)为例

→辽东白云-小佟家堡子矿集区控矿构造及成矿有利区预测

→晶粥储存、侵入体累积组装与花岗岩成因

→交代岩石圈地幔与金成矿作用

实验地球科学的前沿与发展战略

实验地球化学的发展历史和研究展望

实验岩石学发展现状与趋势

实验矿床学的发展现状和前景展望

实验流变学的发展现状与趋势

高温高压装置研制和技术创新的发展现状与趋势


构造地质学

纪念马杏垣先生

关于大陆构造研究的一些思考与讨论

秦岭造山带是印支碰撞造山带吗?

关于发展洋板块地质学的思考

大陆俯冲带壳幔相互作用

增生型造山带结构解析与时空制约

洋板块地质与川藏铁路工程地质关键区带

华北克拉通太古宙构造热事件时代及演化

中条山地区涑水杂岩新太古代烟庄正长花岗岩年龄及成因:对华北克拉通地壳演化的制约

→俯冲带结构演变解剖与研究展望


地学与健康

"同一健康"视角下医学地质学的创新发展

优化生态环境保障人民健康


古生物学

地史时期生物对冰室气候形成的作用


沉积和盆地动力学

下扬子地区早古生代晚期前陆盆地沉积特征与盆山过程

陆相断陷盆地陆源碎屑与碳酸盐混合沉积研究进展

渤海海域秦南凹陷东南缘沙一段混积岩优质储层成因及勘探意义


石油地质学

非常规源岩层系油气形成分布与前景展望

→”双碳”目标下我国油气产业发展的思考

→我国陆上未来油气勘探领域探讨与攻关方向


地球物理学

从高分辨率地震层析成像看青藏高原软流圈的物质运动


《地球科学》

青年学者论坛回放

→黄康俊|金属稳定同位素示踪地球增氧事件

→张   文|激光微区锆石Zr同位素分析测试技术及参考物质研发

→Marize Muniz da Silva|巴西São Francisco地块 Mineiro带后碰撞岩浆作用

→Dionatan Ferri Padilha|巴西南部Dom Feliciano带后碰撞玄粗质和超钾质岩浆作用

→王选策|地球系统中的挥发分和物质循环——对非俯冲带岩浆的新观点

→陈   印|中国北方砂岩型铀成矿作用及其与构造演化和油气藏的联系

→荣   辉|基性岩侵入对铀储层成岩-成矿作用的影响:以松辽盆地钱家店铀矿床为例

→兰中伍|南秦岭岩浆作用与浅表环境响应

→余文超|贵州遵义下石炭统九架炉组铝土矿物源:来自地球化学与锆石U-Pb同位素年代学的证据

→岳  汉|从2021年青海玛多地震到松潘-甘孜块体的长期形变模式

→王  墩|2021年Mw7.4青海玛多地震的震级、地震动场及破裂过程

→邓阳凡|华北东南缘综合地球物理特征及其对徐淮弧形构造带的启示

→谢国治|胶东半岛高Ba-Sr牙山侵入体的成因及其与华北克拉通破坏的关系

→白江昊|长江中下游地区A型花岗岩成因:放射性成因Ca-Nd同位素制约

→李振洪|川藏交通廊道重大灾害防控专题

→王   栋|川藏交通廊道冰雪灾害风险评价

→汤高明|青藏高原典型地表地质灾害机理及分类

→崔一飞|川藏交通廊道泥石流级联调控风险防控原理与方法

→刘金高|金伯利岩与碱性玄武岩的成因联系及深部地幔演化

→丁   兴|富氟流体活动及其成岩成矿效应 

柳保军,雷超,郑金云 | 专题十:南海陆缘盆地动力学及其能源效应

施小清,杨晓帆,戴恒 | 专题十一:地下水环境的刻画与模拟

高晓英,罗涛 |专题十二:微区分析在地球科学中的应用

梁琛岳,刘博 | 专题十中亚造山带南缘构造与成矿

Alexander Humphreys ,Johann Hohenegger | 专题十四:热带大型底栖有孔虫

 付伟 ,李登峰,李占轲,等 | 专题十五:战略性矿产资源研究与勘查进展

雷宏武,张晓博 | 论坛专题十六:地热能地球科学

李斌 ,张志遥 | 专题十七 :深层油气论坛

李博 ,吴琼,李严严 | 专题十八:强震区滑坡崩塌灾害防治技术方法研究

程晓敢,石许华,林秀斌 | 专题十九:盆山过程与动力学

黄发明,张东明,李旭 | 专题二十 :机器学习与灾害风险

郑义,虞鹏鹏 | 专题二十一:华南大地构造演化与关键金属成矿

黄发明,李为乐,谭道远 | 专题二十二:地质灾害风险智能评价

陈红汉,罗群,李文正,王海学,唐大卿 | 专题二十三:走滑断裂与油气

侯晓坤,贾智杰 | 专题二十四 :工程地质与防灾减灾

王全荣,杜尧 | 专题二十五:地下水系统参数获取与污染成因

董志文,王欢业,蒋宏忱 | 专题二十六:青藏高原环境-地质-微生物

喜欢就点个在看吧!

地球科学编辑部
《地球科学》(中文版)和Journal of Earth Science(英文版)是由教育部主管,中国地质大学主办的综合性地球科学学术刊物。中文版被EI 等数据库收录,英文版被SCI收录。
 最新文章