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碳酸钙沉积溪流中地球化学指标的空间分布和日变化特征:以云南白水台为例被引量：22: 2004年; 目前,国内外利用碳酸钙沉积物进行古环境和古气候重建的研究,空间上主要涉及到地球化学指标的区域分布差异,时间上则将分辨率提高到了年,甚至季节尺度,但对于地球化学指标在同一区域的空间分布和日变化特征则注意不多。采用仪器自动记录、现场滴定和样品室内测试相结合的方法,对正在发生碳酸钙(钙华)沉积的云南白水台溪流和引渠中的地球化学指标的空间和日变化特征进行了研究。结果发现,在碳酸钙大量快速沉积前(方解石饱和指数SIc小于1.0),向下游方向,水的CO2分压降低,pH值和SIc升高。但当SIc大于1.0后,碳酸钙沉积开始快速产生,此后向下游方向,水的CO2分压趋于稳定,甚至略有升高;同时,水的pH值和SIc也不再升高,而呈现下降现象。与此有关,在溪流下游观测点,由于白天碳酸钙的快速沉积,水的pH值和SIc是下降的,而其CO2分压则升高。这一现象很可能是白天碳酸钙大量快速沉积时产生的CO2在水中聚集,来不及向大气释放的结果;此外,流速对碳酸钙沉积具有显著的控制作用,表现在流速快的地形陡坎部位,Ca2+和HCO-3降低更快,因而沉积速率也更大。研究还发现,富含轻碳稳定同位素12C的CO2向大气的释放是向下游方向钙华碳稳定同位素组成(δ13C)和中午水中溶解无机碳δ13C增加的主要原因,增加幅度分别可达1‰/100m和0.6‰?; 刘再华张美良游省易李强李强孙海龙汪进良; 关键词：钙华水化学碳稳定同位素日变化

非岩溶流水中碳酸盐岩试块的侵蚀速率及其控制因素:以湖南郴州礼家洞为例被引量：14: 2006年; 2004年2月、9月、12月和2005年3月,利用澳大利亚产的微侵蚀计(M EM,M icroe-rosion m eter)对湖南郴州礼家洞观测点非岩溶流水中的碳酸盐岩(包括石灰岩和白云岩)试块进行了侵蚀速率的精确测定,共取得数据1550个。用SPSS应用软件对数据进行了处理,发现礼家洞非岩溶流水中的碳酸盐岩的侵蚀速率异常的高,最大的达到了13.6mm/a。在每次测量碳酸盐岩侵蚀速率的同时,使用德国WTW公司生产的MultilineP3多参数自动记录仪,对每个碳酸盐岩试块放置点的水温、pH值、电导率进行了现场监测,并取回水样分析了其中的主要阴阳离子浓度。通过对这些水化学资料的分析,发现礼家洞非岩溶流水的侵蚀能力很强,表现在水的CO2分压很高(可达到12882Pa),而方解石和白云石的饱和指数很低(分别达到-4.78和-10.35)。对比发现,非岩溶流水中碳酸盐岩的侵蚀速率与其方解石和白云石的饱和指数呈负相关关系,即水中方解石和白云石的饱和指数愈低,碳酸盐岩的侵蚀速率就愈高。此外,观察发现,碳酸盐岩试块本身的结构特别是本试验中白云岩的粗晶结构对其侵蚀速率有巨大的影响,反映了机械侵蚀(流水的物理搬运)对侵蚀速率的贡献(可达90%以上),这与传统的将碳酸盐岩试片放入土壤中测得的主要是化学溶蚀速率不同。; 刘再华吴孔运汪进良李强孙海龙韩军; 关键词：侵蚀速率石灰岩白云岩

云南白水台钙华水池中水化学日变化及其生物控制的发现被引量：25: 2005年; 为弄清云南白水台泉及其下游钙华水池中水化学的日变化,选取1号泉及其流经的两个钙华水池(6号和10号)作为研究对象并对其水温、pH值和电导率进行了自动监测。根据Ca2+、HCO3-与电导率存在的线性关系,用WATSPAC软件计算了水中方解石的饱和指数和PCO2。监测发现:泉水不存在显著的水化学日动态变化,而两个钙华水池表现出显著的日动态变化。其中10号钙华水池在白天温度较高时水中的CO2大量逸出并通过水下水生植物的光合作用加速了水中碳酸钙的沉积。6号钙华水池水生植物生长茂盛,其叶片和部分枝干露出水面,因而光合作用主要发生在空中,所以此处水化学表现为白天pH值降低和电导率升高的反常现象,即由温度主导的根呼吸作用,在白天释放更多的CO2进入水体而使沉积下来的碳酸钙重新溶解。; 刘再华李强孙海龙汪进良吴孔运; 关键词：根呼吸水生植物水化学钙华

水化学和钙华碳氧稳定同位素在古环境重建中的应用——以贵州荔波小七孔景区响水河为例被引量：17: 2004年; 文章报道了响水河河水的现场监测结果 ,得到响水河河水的Ca2 + 和HCO-3非常低 ,这明显与河床中大规模钙华的存在和景区内发育的茂密植被不匹配 ;并仔细观察发现 ,钙华表面有被侵蚀的痕迹 ,如溶蚀槽和溶蚀坑等 ,这说明目前所见钙华可能是过去环境条件下的产物。根据钙华碳氧稳定同位素组成特征的分析得出 :近 4 0 0 0年来 ,该地区总的气候环境变化趋势是 4 0 0 0～ 340 0aB .P .为相对温暖湿润期 ,植被生长好 ,为良性生态期 ;340 0～2 0 0 0aB .P .前期仍比较温暖但干燥 ,后期到 2 0 0 0aB .P .左右变得比较凉爽 ,从这一冷期到大致 90 0aB .P .前后 ,气候有些波动 ,但幅度较小 ,夹有冷暖干湿的交替 ;而 90 0aB .P .至今 ,钙华碳氧稳定同位素值的急剧增加 ,反映出气候的冷干和源区人类活动加剧造成的水土流失增加 ,岩溶石漠化加重。; 刘再华戴亚南林玉石; 关键词：水化学古环境重建岩溶石漠化

四川黄龙沟景区钙华的起源和形成机理研究被引量：74: 2003年; 对四川黄龙沟钙华景区的水化学测试发现,形成黄龙沟钙华的泉水具有很高的Ca2+和HCO-3离子浓度,相应地,泉水的CO2分压显著高于大气和土壤生物成因所能产生的CO2分压。结合泉水出露的地质条件和泉口CO2气体碳稳定同位素组成(δ13C=-6.8‰)的分析,进一步发现,高CO2分压与深部成因的CO2有关。可见,黄龙沟钙华属于热成因类钙华,而非原来普遍认为的“是气候岩溶作用的产物”。此外,黄龙沟钙华的大量出现与水中方解石的迅速沉积、Ca2+和HCO-3浓度的大量降低有关。随着地下水自泉口出露,由于水的CO2分压远高于大气,水中CO2大量释放于大气,结果水的pH值迅速升高,方解石饱和指数由泉口的负值很快转变为高的正值,为方解石的沉积奠定了必要的物理化学基础。放置于水中的大理岩石片观测表明,流速较快的边石坝处的方解石沉积速率是其附近水池内的2～5倍,这清楚地显示了水动力条件对沉积速率的控制。进一步根据DBL理论模型分析发现,水动力条件对方解石沉积速率的控制在于其对固液界面间扩散边界层(DBL)厚度的影响,流速愈快,DBL厚度愈薄。且DBL厚度最终制约着沉积表面的化学组成浓度,即厚度愈小,表面H+浓度愈低(或pH愈高)、方解石饱和指数愈高,进而方解石沉积愈快。; 刘再华袁道先何师意曹建华游省易W.DreybrodtU.SvenssonK.YoshimuraR.Drysdale; 关键词：水化学土壤生物热成因碳同位素

碳酸酐酶对碳酸盐岩溶解的催化作用及其在大气CO_2沉降中的意义被引量：57: 2001年; CO2 向H+和HCO-3的转换是一相对慢速过程。因此 ,其动力学可能决定碳酸盐岩的溶解速率。在灰岩和白云岩的溶解实验中 ,使用了自然界普遍存在的碳酸酐酶 (CA)来催化这一CO2 转换反应 ,结果发现 ,对灰岩而言 ,加入CA后 ,其溶解速率在高CO2 分压时可增加 10倍 ,而对白云岩 ,其溶解速率增加主要在低CO2 分压时 ,可达 3倍左右。这一发现表明 ,化学风化 (包括碳酸盐岩溶解和硅酸盐风化 )作用在大气CO2 沉降和全球碳循环里的所谓丢失的汇中的重要性需要重新评价。毫无疑问 ,已往的研究由于未认识到CA在风化中的催化作用 ,因此低估了风化作用的速率 ,同样也低估了风化作用对大气CO2沉降的贡献。另一方面 ,也表明了研究自然界不同水体中CA分布及其活度和CA在自然界风化作用中的作用的必要性。; 刘再华; 关键词：碳酸酐酶化学风化风化作用

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国土资源部百名优秀青年科技人才计划项目(9806)

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