青藏高原东缘地热活动对河流水、碳输送影响  

作　　者：钟君[1] 李思亮 李铮[1] 朱雪涛 易沅壁 马婷婷[1] 徐胜 刘丛强[1] 

机构地区：[1]天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院,天津300072 [2]清华大学环境学院,北京100084

出　　处：《中国科学：地球科学》2022年第5期932-941,共10页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：天津市杰出青年科学基金项目(编号:18JCJQJC46200);国家自然科学基金项目(批准号:41925002、41803007);中国地震科学实验场项目(编号:2019CSES0104)资助。

摘　　要：造山带地区显著的地热活动对地表过程产生显著且深远的影响,而地热活动对河流水、碳输送的影响仍鲜有报道.据此,本研究对青藏高原东缘温泉和河流水进行了采集,并对其化学组成、溶解无机碳(DIC)的稳定及放射性碳同位素组成(δ^(13)C_(DIC)和Δ^(14)C_(DIC))进行了分析.结果表明,温泉样品离子浓度变化范围较大,其中碱度主要来自于高温硅酸岩的溶解.地表水混入导致温泉水化学及Δ^(14)C_(DIC)发生明显的改变.基于Δ^(14)C_(DIC)实测值与变质成因Δ^(14)C_(DIC)理论值(–1000‰)之间的差异,通过同位素平衡方程,定量计算了地表水对温泉水的贡献.对地热流体中离子浓度进行校正后,通过Ge/Si比值的化学平衡,利用蒙特卡罗算法计算了变质流体对地表水的贡献.结果表明,青藏高原东缘大河中变质流体对地表水的贡献变化范围为0.17%(黄河)~0.52%(金沙江),而部分位于断裂带的支流,深部水的贡献明显较高;变质碳对青藏高原东缘大河溶解无机碳的贡献变化范围为0.87~3.96%,而变质碳脱气作用造成的二氧化碳排放通量则更高.本研究对于深部流体贡献的估算值明显低于前人对喜马拉雅小流域的估算结果,并证明前人可能高估了青藏高原变质碳通量.本研究重点阐明构造活动区河流中变质碳的贡献比例,弱化了造山运动加速化学风化的结果,这一初步结果表明,在未来的研究中应开展更加系统性的工作以更加精确地评估青藏高原变质碳的通量.

关 键 词：水热活动 Δ^(14)C_(DIC) Ge/Si比值 青藏高原 变质碳 

分 类 号：P314[天文地球—固体地球物理学] P343.1[天文地球—地球物理学]