不同水体在大气环境中对碳酸盐岩溶蚀过程及溶解无机碳δ13C演变规律
赵光帅1
朱义年2
谢银财3
沈利娜4
吴华英4
李腾芳4
黄奇波4
1.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,广西桂林 541004;桂林理工大学环境科学与工程学院,广西桂林 541004;联合国教科文组织国际岩溶研究中心/岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心,广西桂林 541004;广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,广西平果 5314062.桂林理工大学环境科学与工程学院,广西桂林 5410043.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,广西桂林 541004;联合国教科文组织国际岩溶研究中心/岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心,广西桂林 5410044.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,广西桂林 541004;广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站,广西平果 531406
摘要：碳酸盐岩溶解是一种发生在地球浅表层环境下的特殊地质过程,因其地球化学过程具有低温性、开放性、敏感性和生物参与性等特点,导致岩溶水体溶解无机碳(DIC)浓度及其稳定碳同位素(δ13CDIC)值的多变性.本研究开展大气开放环境中不同水体浸泡碳酸盐岩试片实验,探究大气降水、降水流经岩溶土壤及进入碳酸盐岩含水层再出露地表后对碳酸盐岩溶蚀的影响及δ13CDIC的演变规律.结果表明降水及降水在土壤中渗流再出露地表后,即使无水生光合植物和土壤CO2的持续输入,其对碳酸盐岩仍具有较强的溶蚀作用,而相同条件下岩溶管道/裂隙水出露地表后对碳酸盐岩溶蚀作用微弱或不溶蚀.在无水生光合植物和土壤CO2持续输入的大气开放系统水体中,当SO42-＞29 mg·L-1或NO3-＞50 mg·L-1时,SO42-、NO3-产生的盐效应和与阳离子形成的离子对作用可显著提高方解石溶解度,促进方解石溶解.土壤渗流水和岩溶管道/裂隙水出露地表后水中CO2在数小时内即可完成脱气作用,并使水体δ13CDIC值显著增重,增幅可达+10.98‰.
关键词：丫吉试验场碳酸盐岩溶解大气开放环境溶解无机碳δ13C同位素CO2脱气
分类号：P641.3(水文地质学与工程地质学)
资助基金：国家自然科学基金(U21A2041)广西自然科学基金面上项目(2025GXNSFAA069711)广西自然科学基金面上项目(2025GXNSFAA069865)中央引导地方专项(XZ202301YD0005C)国家自然科学基金(42372294)中国地质调查局地质调查项目(DD20230081)
论文发表日期：2025-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 124-135,146 )
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