摘要
该文采用水化学仪器自动记录、现场测定和取样室内分析等相结合的方法,对云南白水台钙华景区和人工渠的水的物理化学动态变化特征和碳氧同位素演变进行了综合的研究;同时对热水成因类钙华应用于古环境重建的可行性进行了全面的探讨.通过对白水台钙华景区泉水的稳定碳同位素和水化学指标的分析,我们发现水中溶蚀CO<,2>主要来自地球深部,生物成因的不足22%.这导致水中具有高的CO<,2>分压(达14400Pa以上)、高Ca<'2+>和HCO<,3><'->浓度(分别约为190mg/L和700mg/L,见表3-1),和水中的δ<'13>C<,DIC>值偏高(为-1.70~-1.18‰);同时受地热影响泉水水温高于年平均气温.由于水中CO<,2>的大量逸出白水台钙华景区水中的CO<,2>分压沿水流逐渐降低,pH值升高,这促使水中的方解石达到饱和,结果是钙华沿途沉积,Ca<'2+>和HCO<,3><'->浓度降低(也表现在电导率上,电导率降低).人工渠水中的CO<,2>分压开始降低,但由于方解石沉积达到平衡需要很长时间,同时由于近平衡时水中其他离子的阻滞效应-表面反应控制作用,使扩散边界层中的CO<,2>难以迅速扩散之溶液中,从人6点到人10点CO<,2>分压趋于稳定(保持在120Pa),其pH值的总体变化及Ca<'2+>和HCO<,3><'->浓度的变化与白水台钙华景区的基本一致.白水台钙华景区的12号观测点水化学参数的昼夜变化是,pH值和电导率与水温成反向相关.在对1号泉、6号观测点和12号观测点进行早中晚的现场观测和取样室内分析发现:中午的CO<,2>分压最高,早晚偏低;pH值和电导率中午最低,早晚偏高.这是由于水中方解石的沉积速率受外界气温的影响,水温升高,加速了CO<,2>脱气和加快钙华沉积速率,同时由于产生的CO<,2>连续扩散,使得水中的CO<,2>分压升高,这影响了水中碳酸平衡,pH值降低.另外可能与藻类的光呼吸和分泌有机酸有关.人工渠的人1点、人5点和人10点的水化学参数的昼夜监测中我们发现:pH值在监测时段内一直降低,钙华景区6号观测点也表现如此.这可能是受泉水pH值下降的影响或是pH电极受沉积的钙华膜影响而发生偏差.
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