贵州喀斯特地区河流的研究——碳酸盐岩溶解控制的水文地球化学特征

测量了喀斯特地区乌江、沅江两大水系的河流枯水期的主元素、Sr^2+离子浓度和Sr同位素比值。这些河流的化学组成代表了流经碳酸盐岩地层的河水的化学组成。这些河流及其支流有高的溶解盐，TZ^+变化范围为：2．1～6．3meq／L，高于全球河流的平均值(TZ^+=0．725meq／L)。河水含有较高的溶质浓度，河水水化学组成以Ca^2+和HCO3^-为主，其次为Mg^2+和SO4^2+，Na^++K^+和Cl^-+Si分别只占阳离子和阴离子组成的5％～10％。这些河流的化学和同位素组成主要受其自流盆地的地质特征控制。流经碳酸盐岩地层的乌江水系河流具有较高的Sr浓度(1．1～9．70mol/L)和较低的^87Sr／^86Sr比值(0．7077～0．7110)，与流经碎屑岩地层的沅江水系的清水江河流中较高的^87Sr／^86Sr比值(0．7090～0．7145)及较低的Sr浓度(0．28～1．32mol／L)形成鲜明的对比。流域盆地的地理岩性控制了河水的化学组成和同位素组成。对河水的化学计量分析表明河水化学组成受碳酸盐岩溶解控制，而碳酸盐岩主要受碳酸和硫酸作用而溶解。乌江流域受硫酸作用特别明显，表明硫酸主要来源于燃煤或流域盆地硫化物矿物氧化而形成的大气输入化学元素和同位素比值之间的相互关系表明3个主要来源为：石灰岩、白云岩和硅酸盐岩的风化.同时估计了碳酸盐岩和硅酸盐岩的化学风化速率．结果表明流域盆地的碳酸盐岩风化速率远远高于许多世界大河。岩石风化过程中硫酸的出现或土地的过度使用或土壤植被的退化等都可能是导致流域的碳酸盐岩风化速率如此高的原因。