贵州施秉白云岩喀斯特区水化学和溶解无机碳稳定同位素特征

来源：环境科学杂志2015年第1期北京时间：

作者：肖时珍,蓝家程,袁道先,王云,杨龙,敖向红

单位：西南大学地理科学学院, 重庆 400715,贵州师范大学中国南方喀斯特研究院, 贵阳 550001,贵州师范大学中国南方喀斯特研究院, 贵阳 550001,西南大学地理科学学院, 重庆 400715,贵州省施秉县申报世界自然遗产办公室, 施秉 556200,贵州师范大学中国南方喀斯特研究院, 贵阳 550001,贵州师范大学中国南方喀斯特研究院, 贵阳 550001

摘要：对贵州施秉白云岩喀斯特世界自然遗产地49个水点进行采样,分析地表水和地下水水化学特征及控制因素,并探讨溶解无机碳(DIC)稳定同位素的分布特征和来源. 结果发现,研究区地表水和地下水pH值呈中性到碱性,溶解质较低,水中阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO₃-为主,水化学类型为重碳酸-钙镁型(HCO₃-Ca·Mg). 北部上游页岩分布区外源水水中Cl-、NO₃-、SO₄2-的比重相对白云岩区喀斯特水水点的高,Si的含量也明显高于白云岩地区喀斯特水; 外源水的SIc和SId值为负,而流经白云岩区后均大于0. 水化学数据表明研究区水化学受降水和人为活动影响很小,Gibbs图显示水中离子组成主要受岩性的控制. 研究区喀斯特地表水中δ13C_DIC值变化范围为-8.27‰~-11.55‰,平均为-9.45‰,地下水的δ13C_DIC值范围为-10.57‰~-15.59‰,平均为-12.04‰,地表水δ13C_DIC值比地下水偏重. DIC的δ13C_DIC值在杉木河支流上整体表现为河流上游相对于下游偏轻,而杉木河干流上河水DIC的δ13C_DIC值的变化则比较复杂. 根据同位素质量平衡,利用DIC的δ13C_DIC实测值,计算了喀斯特区地下水DIC来自土壤CO₂和白云岩矿物溶解的比例,计算结果为51.2%来自于土壤CO₂,矿物本身的贡献约为48.8%.

关键词：白云岩喀斯特,水化学,溶解无机碳稳定同位素,特征,贵州施秉,