青藏高原东北部碳酸盐组成及其对河流水化学的影响

摘要

基岩和沉积物碳酸盐在现代风化过程和古环境重建中扮演重要角色。本文通过对青藏高原东北部地区各类基岩（包括硅酸盐和碳酸盐岩）和沉积物（风成、河流沉积物和表土）的碳酸盐Sr、Mg和Ca含量进行分析来对该区碳酸盐组成进行约束，并且初步阐述该区碳酸盐和水相互作用对于沉积物和河流水化物组成的影响。该区基岩碳酸盐Sr/Ca和Mg/Ca比值呈现出相当大的分布范围，大致可划分为主要赋存在硅酸盐岩中具有高的Sr/Ca和Mg/Ca分布的微量碳酸盐和主要为具有低的Sr/Ca比值和变化的Mg/Ca比值的沉积碳酸盐。沉积物中自生碳酸盐在logSr/Ca-logMg/Ca图中呈现出相似的线性趋势，斜率分布在0.97-1.00之间，表明了碳酸盐沉淀过程对自生碳酸盐组成的控制。简单的模型计算证明自生碳酸盐和基岩碳酸盐不同程度的物理混合过程和基岩碳酸盐不同程度的溶解过程共同控制了沉积物碳酸盐的组成变化。进一步对比基岩和沉积物碳酸盐组成和该地区河流水化学变化，表明沉积物碳酸盐风化对于该地球河流水化学呈现出主要控制作用。这种作用可以用碳酸盐部分溶解模型来解释，具体表现为低程度的碳酸盐溶解导致与之平衡的水溶液中高的Sr/Ca和Mg/Ca组成，而高程度的碳酸盐溶解导致与之平衡的水溶液中呈现低的Sr/Ca和Mg/Ca组成。除此以外，该地区干旱气候下河流极度高的Sr/Ca和Mg/Ca组成，也与自生碳酸盐的沉淀过程有关。