淡水碳酸盐湖泊中CaCO3—CO32-—HCO3-—CO2化学平衡对CO2的缓冲作用——以贵州百花湖为例

水体吸收的CO2转变为HCO3-,构成了碳酸盐水化学系统对CO2气体的缓冲,通常用Revelle因子（R）表征。陆地淡水系统释放的CO2是全球碳循环的重要组成部分,一方面,湖泊水体释放的CO2是来源于流域碳酸盐风化产物的输入,另一方面,碳酸盐的缓冲作用也是调节内陆水体CO2释放的重要因素,这两个结论看似是矛盾的。为了揭示碳酸盐循环对水体CO2的影响与缓冲机制,本研究选取一个碳酸盐岩地区的季节性分层湖泊（百花湖）,分析Revelle因子变化,并与非碳酸盐湖泊进行比较。结果发现,碳酸盐岩湖泊Revell因子平均为20.1±8.1（8.0~50.0）,大于表层海水的10.0（8.0~15.0）,也远大于非碳酸盐地区湖泊的3.9±3.9,较高的Revelle因子意味着对CO2的缓冲能力更弱。Revelle因子最大值46.4出现在夏季分层期的中部斜温层,对应的无机碳浓度为2.1 mmol?L-1、pH为8.38、总无机碳与碱度比接近1.0、CO2/CO32-等于1.0。实际观测与理论分析结果完全吻合,表明碳酸盐化学平衡是控制湖泊Revelle因子变化的主要因素。低pH的非碳酸盐岩系统可以溶解碳酸盐矿物,使pH升高,碱度增加,导致Revelle因子升高,在碳酸盐溶解达到平衡时Revelle因子升至最大。其后,无论是光合作用导致的碳酸盐沉淀还是呼吸作用导致的碳酸盐溶解,Revelle因子都会降低,新陈代谢导致碳酸盐系统的CO2缓冲能力增强。      

喀斯特小流域地表水碳酸盐系统化学平衡对酸性矿山废水的缓冲作用

Revelle因子不仅能反映弱碱性水体对吸收大气CO₂的缓冲能力,还能体现水体酸化过程中CO₂去气对H⁺的缓冲作用。本研究通过对多个缓冲因子的分析,探讨喀斯特中高硫煤矿区地表水碳酸盐系统对酸性矿山废水的缓冲作用,有助于进一步理解喀斯特地区流域水体中DIC循环过程和CO₂源汇关系特征。结果表明,地表水碳酸盐系统内车田河流域Revelle因子变化区间在1.00～51.96之间,能有效揭示地表水碳酸盐系统内CO₂去气对H⁺的缓冲过程,其敏感区间为pH=7.0～8.38的弱碱性水体。γ_DIC、β_DIC、ω_DIC、γ_Alk、β_Alk、ω_Alk等缓冲因子是基于pH和DIC浓度的二元方程。这些因子进一步细化了CO₂(aq)、H⁺和CO₃^2-等组分对DIC...     

桂西大型岩溶地下河系统离子来源及碳稳定同位素信息——以坡心地下河流域为例

为探讨坡心地下河系统内地表和地下水体的水化学离子特征、来源及其控制因素,无机碳来源及其稳定性。运用水化学计量法和同位素法对采自坡心地下河流域的38个采样点的水化学和碳稳定同位素样品数据进行分析。结果表明,地下河干流沿程受到局部岩性和支流稀释作用的影响明显,各水化学离子均有所变化。化学离子比例分析发现:大气降水对部分泉水的Cl~-和Na~+影响较大;碳酸盐岩溶解类型主要以灰岩溶解为主,地表水和地下河天窗的Mg~(2+)/Ca~(2+)摩尔比值与HCO_3~-呈负相关,说明在宏观上灰岩溶解程度越强烈,HCO_3~-值就越高,并且H_2SO_4和HNO_3积极参与流域内碳酸盐岩风化。硅酸盐岩的风化对地表和地下水体的Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+有一定的贡献。此外,人为采矿活动和农业活动对SO_4~(2-)和NO_3~-的产生有较大的影响。质量平衡正推模型结果显示:受到区域岩性和水文条件的影响,地表和地下河天窗水体主要受碳酸盐岩溶解影响,硅酸盐岩溶解和大气输入也有一定的贡献,三大来源的相对比例在空间上变化较大。水体内的可溶性无机碳(DIC)主要来源于碳酸盐岩的溶解和土壤内CO_2的贡献。地表水和地下水的DIC浓度和δ~(13)C_(DIC)值差别较大,DIC值与δ~(13)C_(DIC)呈反相关关系,这说明来自土壤CO_2贡献的DIC越多,其对碳酸盐岩矿物的溶解能力越强。根据本研究区的数据与前人在西江干流的上、中、下游进行对比,结果表明碳酸盐岩风化产生的DIC可以被西江干流的水生植物利用,从而形成稳定的碳汇。     

广州火烧岗垃圾填埋场自生碳酸盐岩的微生物成因特征

为探讨垃圾填埋场自生碳酸盐岩的生物地球化学过程和机制,对广州火烧岗垃圾填埋场渗滤液收集管道发育的纹层状碳酸盐结壳进行了岩石学和地球化学研究。结果显示,碳酸盐岩主要为低镁和高镁方解石,保存了叠层石、鲕粒、团粒、凝块、草莓状黄铁矿和球状、丝状和杆状体等与微生物活动有关的组构;碳酸盐矿物的δ~(13)CV-PDB值为+7.34‰~+18.21‰,表明碳主要来自产CH_4作用残余的CO_2;稀土元素组成显示其形成于还原环境。研究表明,厌氧微生物将垃圾有机质逐渐降解为CH_4和CO_2,提高渗滤液的碱度和p H值,降低SO_4~(2-)浓度,使得方解石晶体在细胞表面成核和沉淀;较晚形成的高镁方解石具有较高的δ~(13)C值,可能指示流体的Mg/Ca值和溶解无机碳δ~(13)C值在封闭的填埋场稳定化过程中逐渐上升。     

青海湖的无机碳收支

在全球碳循环中,包括湖泊在内的内陆水体起着十分重要的作用,日益受到关注.面对我国湖泊碳收支状况所知甚少的现状,通过青海湖这一典型湖泊现代溶解无机碳(DIC)输入和沉积物组成的调查和分析,初步评价了青海湖无机碳收支的平衡及其可能控制因素.结果表明,受碳酸盐风化制约,青海湖流域的河水、大气降水和地下水的离子组成均以Ca2+和HCO-3占主导.在占主要贡献的河水中,布哈河(流域最大河流)贡献了其中一半的DIC.与只有约4%左右贡献的地下水相比,大气降水输入了近30%的DIC.近50年来,湖泊沉积物的碳累积速率主要取决于布哈河雨季输入的DIC通量变化.目前处于碳酸盐过饱和的青海湖湖水,将由碳酸盐风化带入湖泊的DIC通过自生碳酸盐沉淀迅速转入沉积物,对大气CO2没有直接的消耗.然而,青海湖湖水的碳并不处在一个稳定的状态,碳酸盐过饱和的湖水则很可能作为大气CO2的源,HCO-3中的碳将随着湖泊水位的下降和温度的升高返回到大气中.     

海洋钙离子非保守行为及海洋钙问题

钙离子是海洋11种常量离子之一,与钠、钾等离子的保守性不同,钙离子在海洋中的分布表现出微小但系统的变化。钙离子的变化往往与海洋碳酸钙的形成和溶解过程有关,所以,钙离子可直接指示海洋碳酸钙通量（深层海洋碳通量的主要组成部分）。同时,碳酸钙沉淀或溶解又会改变总碱度和溶解无机碳,通过钙离子变化也能间接探讨海洋碳酸盐系统和海洋吸收CO2的能力。介绍了以碳酸钙溶解形成超额钙为主的海洋钙离子多种非保守行为及其控制过程,讨论这些过程对海水组成和海洋碳酸盐系统的影响,探讨未来海洋酸化条件下钙离子可能的变化及其潜在的效应,最后展望在南海开展钙离子精细行为的研究意义。      

亚热带典型岩溶区地表溪流溶解无机碳昼夜变化特征及其影响因素

岩溶水体溶解无机碳(DIC)的转化过程是评价岩溶碳汇稳定性及效应的重要指标之一,为了解其在岩溶地下水补给的地表溪流中的变化特征和影响因素,于2013年7月8~14日对广西融安县官村地下河水补给的地表溪流进行7昼夜定位连续监测,利用高分辨率自动监测仪器每15分钟测定pH、溶解氧(DO)、水温(T)、电导率(SpC)等参数,人工每2小时采集水样用于测定常规离子和δ~(13)C_(DIC)等指标。结果表明溪流水体T,pH,DO,SpC,DIC(以HCO_3~-表示),Ca~(2+),δ~(13)C_(DIC),方解石饱和指数(SIc)以及水体二氧化碳分压(pCO_2)等水化学指标均表现出明显的昼夜变化过程。SpC,DIC,Ca~(2+)和pCO_2等指标白天降低,夜间升高;T,pH,DO,δ~(13)C_(DIC)和SIc等指标白天升高,夜间降低。SIc变化范围为0.70~0.89,表明溪流中可能发生了碳酸盐的沉积。通过热力学参数计算表明水温(昼夜变化幅度为5.8℃)对水体pCO_2的昼夜变化影响率为27.48%~54.88%。反映水体水生植物新陈代谢过程(光合作用和呼吸作用过程)的水体DO指标和水体δ~(13)C_(DIC)均在白天上升,夜间下降,而δ~(13)C_(DIC)和水体DIC呈明显负相关关系(R~2=0.71),这也证明溪流水体DIC的变化过程受到水生植物新陈代谢过程的影响,白天水生植物以光合作用为主,消耗DIC,释放O_2,水体δ~(13)C_(DIC)上升;晚上以呼吸作用为主,消耗O_2,释放CO_2,增加DIC,水体δ~(13)C_(DIC)下降,其对水体pCO_2的昼夜变化影响率为45.12%~72.52%。通过研究表明溪流溶解无机碳变化过程受到物理因素(太阳辐射和水温等)和生物作用(呼吸作用和光合作用)的共同影响,这为进一步了解岩溶地下水出露地表后溶解无机碳转化过程及岩溶碳汇稳定性评价提供了依据。     

岩溶系统中土壤氮肥施用对岩溶碳汇的影响

有资料显示陆地碳酸盐岩风化消耗大气CO2的碳通量与世界森林碳汇通量量级相当。但农业地区过量施用氮肥形成的硝酸对碳酸盐岩的溶解会减弱岩溶碳汇效应,其量可达到7%~38%,而适量施用氮肥在增加农作物产量的同时,能降低土壤C/N比,增加土壤微生物活性,促进有机物料分解,从而提高土壤CO2浓度,提高土下碳酸盐岩的溶解速率。因此,要从两方面分析岩溶系统中土壤氮肥施用对岩溶碳汇效应的影响。同时,岩溶区碳酸盐岩风化形成的土壤具有较高的pH值及盐基饱和度,对H+有较强的缓冲作用,可能是导致自然条件下,河流中溶解无机碳(DIC)与水体中钙、镁等离子并不守恒的原因之一,因此,运用端元法可能过高估算了硝酸对碳酸盐岩的溶解量。岩溶区土壤环境中硝化作用产生的硝酸到底多少能对碳酸盐岩产生溶蚀,并影响到岩溶碳汇效应还有待研究。应结合土壤本身的特性及河流生物地球化学过程,综合研究不同施氮水平、土壤硝化产酸及其影响下的土下碳酸盐岩溶解及碳汇效应过程,客观评价岩溶区土壤氮肥施用对岩溶碳汇的影响,并寻求适宜氮肥施用量及促进岩溶碳循环,提高岩溶碳汇效应的技术方法。      

桂林漓江水体溶解无机碳迁移与水生光合碳固定研究

河流溶解无机碳含量昼夜变化主要受碳酸盐反向沉积、水生光合利用和脱气作用控制,被水生光合利用的溶解无机碳是岩溶碳汇的组成部分,脱气作用比例的大小是影响碳汇稳定性的决定因素。本文以漓江中游省里—冠岩之间15 km长河段为研究对象,开展昼夜高分辨率水化学自动化监测与高频取样,分析水生植物光合作用利用HCO3-1及相关钙沉降过程。结果表明,监测河段水生光合利用的无机碳转化通量为859 kgC?d-1,单位流程光合作用溶解无机碳转化量和钙沉降量分别为2.06 t?（d?km）-1和0.78 t?（d?km）-1。光合作用与钙沉降消耗DIC约占总转化量的70 %,以光合有机碳和CaCO3形式储存于河床,成为岩溶碳汇组成部分。无机碳转化量约占输入DIC总量的6.0 %（其中1.7%以CO2形式返回大气）,说明夏季低水位期间强烈的水生植物光合利用溶解无机碳,可有效遏制白天水气界面CO2脱气过程发生,低脱气比例证实漓江水体的溶解无机碳还是比较稳定的。      

成岩过程中碳酸盐-二氧化碳平衡体系的热力学模拟

碳酸盐矿物的溶解与沉淀在沉积岩成岩作用中具有非常重要的意义,在与之有关的地层流体中,CO_2组分受到了广泛关注.本文选取CaCO_3(方解石)-H_2O-CO_2与CaMg(CO_3)2(白云石)-H_2O-CO_2体系作为研究对象,利用热力学方法在假设体系达到平衡的前提下对100～7000m深度范围的温度压力条件下的CaCO_3-H_2O-CO_2与CaMg(CO_3)2-H_2O-CO_2体系中各组分的平衡浓度([H~+]、[Ca~(2+)]、[Mg~(2+)]……)进行了数值模拟,并对不同埋藏深度的温度压力下方解石、白云石的溶解与沉淀,流体对CO_2的吸收与释放,pH变化等相关地质过程进行了讨论.研究表明:随埋深增加,体系的pH值越来越趋于酸性,但碳酸盐并没有持续溶解,而是呈先溶解后沉淀的趋势.对比CaCO_3-H_2O-CO_2体系中碳酸盐的溶解量和沉淀量,可将小于700m的深度范围定义为碳酸盐溶解带,700～2500m的深度范围定义为补偿带,大于2500m的深度范围定义为沉淀带.对比两个体系的固体相体积变化发现,含CO_2的溶蚀性流体虽然不能在白云岩地层中溶出较灰岩地层更多的阳离子,但会产生更高的孔隙度.     

大气CO_2浓度不致影响气温和海面上升

大气温度因素复杂,现撇开太阳运动、地壳运动、大气环流、大气层下垫面等因素,来看其他因素的作用。1.气温上升,导致海水温度上升,浮游生物活动加剧,加快了碳的同化作用以及CO_2以碳酸盐形式沉积的速度,以致海水CO_2浓度剧降,使大气中CO_2渗于水,几方面作用结果是减低了大气CO_2浓度。2.大气CO_2浓度上升,绿色植物的光合作用加强,抑制了大气中浓度上升的趋势。3.石化燃料的使用,产生大量CO_2和尘埃。大气中尘埃含量的增加,加强了对太阳辐射的散射和反射,使达到地表的太阳辐射减弱,导致整个地表降温。4.水体温度上升,促使海水蒸发,使一部分水由水体进入大气层,导致海平面下     

喀斯特地区水库回水区夏季水体二氧化碳分压变化特征及交换通量研究

为了解万峰湖水库回水区夏季水体溶解CO_2变化规律及水体"源/汇"特征,于2016年夏季对万峰湖回水区水体溶解CO_2分压进行走航监测,现场利用水质参数仪测定水体物化参数,其余水质参数于实验室进一步测定分析。结果表明:回水区表层水体pCO_2值变化范围在150.58~220.05Pa之间;水体剖面上,表层水体pCO_2值最低,随水体深度增加pCO_2值逐渐增大,在80 m处到达最大值;回水区不同于大部分云贵高原湖泊和水库,水体pCO_2表现为过饱和状态,经研究分析认为回水区周围环境、水体自身富氧条件与水体中大量物质分解是引起这一现象的主要原因;利用相关公式计算,回水区CO_2释放通量为27.4~44.2mmol·(m~2·d)~(-1),均值为37.1 mmol·(m~2·d)~(-1),水体表现为大气CO_2的"源"。     

大气CO2汇:硅酸盐风化还是碳酸盐风化的贡献?

至今人们仍普遍认为:是硅酸盐的化学风化碳汇作用在控制着长时间尺度的气候变化,而碳酸盐的化学风化作用不具有这一功能,因为碳酸盐溶解过程中消耗的所有CO<,2>又通过海洋中相对快速的碳酸盐沉积而返回大气.本研究发现,碳酸盐溶解的快速动力学特性(比硅酸盐快100倍以上)以及硅酸盐流域中少量碳酸盐矿物在控制流域溶解无机碳(DI...     

重庆地区岩溶地下河水溶解无机碳及其稳定同位素特征

稳定碳同位素是指示岩溶动力系统碳来源及转化的重要指标。为揭示重庆地区岩溶地下水中溶解无机碳基本特征和碳来源,本文对该地区63条岩溶地下河水样进行了水化学和碳同位素分析。研究结果表明,重庆地区地下河水溶解无机碳主要表现形式为HCO3-,雨季由于稀释作用其浓度低于旱季。重庆岩溶地下河水δ13C-DIC（V-PDB）旱季变化范围为-15.34 ‰～-5.89 ‰,雨季变化范围为-17.40 ‰～-4.23 ‰。根据δ13C同位素质量平衡方法,计算得到重庆地下河旱季碳酸盐岩溶蚀对DIC贡献为45.1 % ～79.7 %,雨季平均为34.6 %～82.1 % 。计算结果表明,在人类活动不断增强的情况下,岩溶水体DIC通量中碳酸盐岩溶解来源的DIC和其参与岩溶地下水δ13C值的形成并不一定是岩溶作用理论方程中所计算的50 %,而是有一定的变化范围。因此在计算岩溶作用碳汇时,建议通过δ13C值扣除碳酸盐岩溶蚀形成DIC的通量后再来推算岩溶作用形成的碳汇量。      

碳酸盐岩岩溶作用对大气CO2 沉降的贡献

精确预测大气CO2 的未来变化对于预测全球气候变化是至关重要的。为此,需要确定大气CO2 的源和汇及其随时间的变化。本文作者利用已发表和未发表的资料对一些实例进行了分析: 首先讨论了碳酸盐岩岩溶作用(包括碳酸盐溶解及再沉积的共同影响)对土壤CO2和径流变化的敏感性;接着利用水化学- 流量方法和碳酸盐岩石片试验方法得出了我国和世界碳酸盐岩地区因碳酸盐岩岩溶作用从大气中吸收的净CO2 总量,即碳酸盐岩岩溶作用对大气CO2 沉降的贡献。它们分别是: 中国每年1800万tC,整个世界岩溶地区1. 1亿tC;最后,文章据DBL理论模型计算得出世界碳酸盐岩地区碳酸盐岩溶解吸收CO2 一项产生的大气CO2 沉降量为每年4. 1亿tC,继而得出全世界碳酸盐岩地区因碳酸盐再沉积而释放CO2 产生的大气CO2 源项为每年3亿tC。      

渤海湾盆地东营凹陷沙河街组泥晶碳酸盐岩中的微生物沉积作用

东营凹陷古近系沙河街组发育纹层状泥晶碳酸盐,其产出与相邻泥、页岩中有机质含量之间存在较好相关性,但对其成因认识尚不明确。为了正确认识陆相湖泊环境中纹层状泥晶碳酸盐的成因机制,通过岩芯(619.65m)、薄片(NY1井9片,FY1井3片)观察、荧光显微镜(2片)、扫描电镜(10片)观察和地球化学分析对上述纹层状泥晶碳酸盐进行研究。观察发现纹层中存在纳米级球状和丝状碳酸盐矿物组构,与微生物活动导致其细胞外微环境物理化学条件改变而形成的胞外聚合物和丝状细菌十分相似。泥晶碳酸盐岩纹层有机-无机碳同位素对分析结果显示,无机碳同位素δ13 Ccarb值为2.1‰~4.8‰,有机碳同位素值为-27.9‰~-22.6‰,两者呈明显负相关。基于该结果提出单一碳库有机-无机碳同位素演化模式佐证泥晶碳酸盐的沉积作用与微生物活动之间存在直接联系。以上研究表明纹层状泥晶碳酸盐形成过程中受微生物活动的影响,为湖相环境中生物活动对碳酸盐矿物沉积作用的影响研究提供了重要的实例。     

中国南方河道型水库CO_2释放研究

人工水库的温室气体释放是全球变化研究的重要热点问题。目前针对不同类型水库的相关研究仍然缺乏足够的案例。为认识河道型水库水气界面CO_2释放特征,于2014—2015年在江西省万安水库开展了季节性观测。采用HydroC~(TM)/CO_2在线系统测定万安水库不同区域水体中pCO_2,同时测定了相关水质及气象参数。结果表明,受水体滞留时间较短的影响,万安水库水体没有明显的季节性热分层和化学分层现象。但相比于空间异质性,该水库水质参数的季节性差异更为明显;水气界面的CO_2交换通量春季均值为46.00mmol·m~(-2)·d~(-1),夏季均值为44.58mmol·m~(-2)·d~(-1),秋季均值为57.63mmol·m~(-2)·d~(-1),冬季整体最低,均值为17.09mmol·m~(-2)·d~(-1)。综合相关研究,提出了水库CO_2释放的滞留时间模式。     

土壤发生性碳酸盐碳稳定性同位素模型及其应用

干旱、半干旱地区土壤无机碳库比有机碳库大2~5倍,无机碳库及其周转在该地区土壤碳平衡中具有重要意义。土壤发生性碳酸盐是土壤发育过程的产物,与岩生性碳酸盐溶解/沉积平衡、土壤有机碳分解CO2的再转化密切相关。发生性碳酸盐碳稳定性同位素主要由土壤CO2的碳同位素组成决定,可以用描述不饱和层气体质量传递的扩散—生成模型模拟。在土壤碳酸盐体系（土壤CO2(g)、碳酸盐和土壤溶液）处于同位素平衡状态时,根据生物过程产生的分子扩散以及碳酸盐化学平衡反应的分馏模型,发生性碳酸盐δ13C值比有机质δ13C值大14‰~16‰。扩散—生成模型和/或分馏模型可以用于鉴定和定量化分散态发生性碳酸盐组分、区分土壤碳酸盐悬膜上发生性碳酸盐的比例,并可用于定量评价土地利用管理措施对碳酸盐溶解/沉积平衡的影响,这在全球碳循环研究中具有重要意义。     

火山作用对碳酸盐岩沉积及成岩的影响

火山作用是熔岩（岩浆）、火山碎屑和火山气体通过火山口喷出到地球表面的现象。火山爆发带来大量火山碎屑物质和气体进入到大气、海洋和陆地环境系统中,这将对其中碳酸盐沉积物的成分、结构、沉积构造、相序及沉积演化过程产生重要影响。火山物质含量的增加不仅会干扰碳酸盐沉积,还能够改变其物理化学性质等,火山沉积物在空间上也遵循粒度分异的规律。在组合方式上往往出现狭义和广义的混合沉积,记录了火山活动的演化。碳酸盐岩主要形成于海洋、湖泊等环境,火山作用可以通过控制基底形态、热液喷涌、不同性质火山碎屑的输入和分布、台地的差异沉降/隆起等,影响生物、沉积水体性质等古环境参数。然而就生物而言,这种影响通常具有破坏性和建设性作用。例如火山灰的埋藏及释放有毒物质会导致生物死亡,而后期火山灰溶解又会释放PO3-、Fe3+、Mn2+等营养离子利于生物生长。就成岩作用及流体性质而言,不同类型的火山物质含不同元素、矿物等,导致流体性质的变化,进而影响成岩作用类型等,如火山灰可以提供Mg2+促进白云石化作用,有利于孔隙的形成,对碳酸盐岩储层的形成有积极作用。因此,研究火山作用对碳酸盐岩沉积、成岩的影响,对油气地质勘探有现实意义。     

俯冲带碳酸盐化对深部碳循环的启示:以中国西南天山碳酸盐化云母片岩为例

俯冲带可将地球表层碳输送至深部地幔,同时也记录着俯冲板片来源碳质流体的迁移沉淀机制,对地球深部碳循环具有重大影响。近年来,俯冲带脱碳机制的研究表明流体溶解脱碳作用是冷的大洋俯冲板片释放COH流体的重要方式,而上覆板块(尤其地幔楔)则被认为是缓冲这些COH流体的重要场所,甚至是俯冲带CO_2的唯一"归宿"。事实上,俯冲带岩石本身的固碳能力却受到了忽视,而对俯冲带岩石捕获和固存CO_2(carbon capture and storage,CCS)能力的评估对全球碳通量的估算尤为重要。本文以中国西南天山高压-超高压变质带中碳酸盐化云母片岩为例,探讨俯冲带岩石的碳酸盐化对深部碳循环的影响。西南天山长阿吾子一带的碳酸盐化云母片岩记录了俯冲板片起源的碳质流体对俯冲带云母片岩的交代作用,地球化学特征表明蛇纹岩释放的富水流体溶解俯冲洋壳中的碳酸盐可能是产生COH流体的重要机制。基于碳质流体对多硅白云母(Si(a.p.f.u.)=3.58～3.73)的交代及相对高压的碳酸盐矿物(主要为白云石和菱镁矿)与金红石的共生,结合区域上碳酸盐化云母片岩与高压碳酸盐化蛇纹岩(HP-ophidolomite)的伴生,我们认为云母片岩的碳酸盐化作用可能发生在俯冲板片峰期稍后的高压折返阶段。俯冲带云母片岩的固碳作用表明除了上覆板块,俯冲带岩石本身对于碳质流体也具有很好的吸收能力。初步估算表明俯冲带云母片岩的碳酸盐化每年可固存至少2.46～6.68Mt/yr,约占俯冲板片每年进碳量的4%～17%。