西南岩溶小流域水体中微量元素地球化学特征及其指示意义

吴庆; 黄芬; 郭永丽; 肖琼; 孙平安; 杨慧; 白冰

doi:10.13745/j.esf.sf.2024.2.10

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (5) : 397 -408. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.2.10

“综合生态系统碳循环与碳中和”专栏

西南岩溶小流域水体中微量元素地球化学特征及其指示意义

吴庆 ¹^,² ,
黄芬 ¹^,² ,
郭永丽 ¹^,²^,^* ,
肖琼 ¹^,² ,
孙平安 ¹^,² ,
杨慧 ¹^,² ,
白冰 ¹^,²

作者信息 +

Geochemical characteristics of trace elements and their implications in the small karst basin, Southwest China

Qing WU ¹^,² ,
Fen HUANG ¹^,² ,
Yongli GUO ¹^,²^,^* ,
Qiong XIAO ¹^,² ,
Ping’an SUN ¹^,² ,
Hui YANG ¹^,² ,
Bing BAI ¹^,²

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摘要

微量元素在岩溶区资源环境研究中具有重要的指示意义。本文选择我国典型峰丛洼地区岩溶地下河为例,解译水体中微量元素的地球化学特征及其在岩溶空间结构和岩溶水文等方面的指示意义。毛村地下河流域水体中Sr、Cr、Ni、Co和Mn等微量元素,主要来源于碳酸盐岩的溶解。强降水条件可驱动深层水,弱降水条件驱动能力差。微量元素ρ(Ni)/ρ(Co)、ρ(Sr)/ρ(Ca²⁺)和ρ(Sr)/ρ(Mg²⁺)的时空变化,指示LLS和BY子系统内岩溶发育差,SGY至MC岩溶发育程度较高。ρ(Sr)/ρ(Ca²⁺)和ρ(Sr)随ρ(SiO₂)的变化斜率值可作为指示岩溶发育程度的指标,均随着岩溶作用强度的增大而增大。ρ(Sr)的时空变化特征与地层岩性特征密切相关,可将岩溶流域按照地质背景分为非岩溶区、非岩溶区-岩溶区过渡带和岩溶区。基于非岩溶区至岩溶区ρ(Sr)的变化特征,利用质量守恒定律,计算出旱季SGY、SWQ、LLS和BY泉水接收岩溶区补给的平均比例分别为51.50%、50.46%、65.48%和22.16%。微量元素可指示岩溶发育程度和定量计算岩溶水源比例,为解决岩溶区复杂的资源环境问题提供科学指导。