长江入海沉积物中的Fe循环与环境示踪

2023-08-17 理论教育版权反馈

【摘要】：岩石的风化作用同时参与了短时间尺度和长时间尺度的全球碳循环，不同类型的风化，对全球碳循环的贡献有不同的时间尺度。因此，大陆碳酸盐的风化对于大气CO2的浓度并没有影响。而硅酸盐类的风化过程，由于反应速率较慢，在短时间尺度上对全球碳循环及其变化反应不灵敏，但其风化产物中的完全来自大气CO2，所以，每1 mol风化，就有2 mol大气CO2被吸收。

表生环境下的化学风化是发生在岩石圈、生物圈、水圈和大气圈之间的重要过程，是元素在地表迁移与转化的重要方式(Krauskopf和Bird，1995)，对全球碳循环有着重要的影响(Meybeck，1987;Raymo和Ruddiman，1992;Suchet 和Probst，1995;Gaillardet 等，1999b;Ludwig等，1999;Kump等，2000;Berner和Kothavala，2001;Mortatti和Probst，2003;Suchet 等，2003;West 等，2005;Douglas，2006;Gislason等，2006;Cai等，2008;Hilley和Porder，2008;Hartmann等，2009)。岩石的风化作用同时参与了短时间尺度和长时间尺度的全球碳循环，不同类型的风化，对全球碳循环的贡献有不同的时间尺度。碳酸岩的风化主要在短时间尺度上对大气二氧化碳循环产生影响，但在长时间尺度上不会产生净碳汇。根据风化的化学反应方程(式(3-1))：

虽然每消耗1 mol大气CO2会产生2 mol水溶液，但是大陆碳酸盐风化产物在海洋中又会重新沉淀为碳酸盐(式(3-2))，将1 mol CO2释放到大气中。因此，大陆碳酸盐的风化对于大气CO2的浓度并没有影响。而硅酸盐类的风化过程(式(3-3))，由于反应速率较慢，在短时间尺度上对全球碳循环及其变化反应不灵敏，但其风化产物中的完全来自大气CO2，所以，每1 mol风化，就有2 mol大气CO2被吸收(陈骏等，2004)。因而在地质时期尺度上，真正消耗大气CO2的风化作用是硅酸盐矿物的化学风化。

地表硅酸岩的风化是碳循环研究中极为重要的一个环节，是在各种环境因素相互作用下一个极为复杂的过程。在“从源到汇”研究方法中，风化过程是沉积物产生的最主要途径，深入了解风化过程的机理对于揭示元素从陆地到海洋循环过程具有决定性作用。

长江入海沉积物中的Fe循环与环境示踪

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