岩溶动力系统

2025-04-01 06:11:23

推荐回答（1个）

回答1：

在开放系统中岩溶作用发生在一种气相、液相和固相三相不平衡的体系中，因而必然与全球碳循环即CO₂-有机碳-碳酸盐岩系统（图8.2）相耦连。岩溶作用主要发生在图8.2的左边，但是它是同CO₂的运移、植物的光合作用、有机碳的形成、沉积碳酸盐岩的溶蚀和沉积有密切关系。因此，岩溶作用是全球碳、水、钙循环的一部分。

图8.2 全球碳循环示意图

（据袁道先等，2003）

图8.3 岩溶动力系统的概念模型

（据Bogli，1980修改，转引自袁道先等，2003）

岩溶动力系统的结构可以用图8.3的概念模型来表示。它由固相、液相和气相三相构成，固相部分为各种以碳酸盐岩为主的岩石及其中的裂隙网络构成；液相部分为含有以Ca₂₊，Mg₂₊，

，

，H⁺和溶解CO₂为主要成分的水流；气相部分则为以CO₂为主的各种参与岩溶作用的气体。由于岩溶动力系统是一个开放系统，其边界既受制于已有的地表地下岩溶形态系统，又与地球4圈层有密切联系。在下部的固体部分，不但通过碳酸盐岩及其中的裂隙网络而与整个岩石圈联系，而且还通过现代活动深断裂与地幔联系，使幔源CO₂得以积极参与岩溶动力系统的运行并向大气释放。中间的液相部分实际上是全球水圈的一部分，它不但是岩溶动力系统的枢纽，而且通过它与生物圈、人类活动、大气圈的联系，使它们积极参与岩溶作用（溶蚀或沉淀）。上部的气相部分属于大气圈的组成部分，也通过气体特别是CO₂交换而和生物圈、岩石圈及人类活动密切联系，使它们积极参与岩溶动力系统的运行。

岩溶动力系统的基本功能是驱动岩溶作用（溶蚀或沉淀）。其基本运行机制也显示在图8.3上，用两对箭头来表示。简单地说，每当有较多的CO₂由大气进入该动力系统时，就发生溶蚀作用，产生各种溶蚀岩溶形态，进入的CO₂越多溶蚀作用越强。反之，每当有较多的CO₂由该系统中逸出时，就发生沉淀作用，产生各种沉淀岩溶形态，CO₂逸出越快沉淀作用也越快。具体地说，岩溶动力系统的功能可概括为四个方面：①驱动各种岩溶形态的产生，并通过其所造成的地表地下双层岩溶空间结构和碱性地球化学背景导致一系列环境问题，例如旱、涝、石漠化、水士贫瘠、地面塌陷、生物多样性受限等；②通过岩溶作用由大气回收或向大气释放CO₂，调节大气温室气体浓度，缓解环境酸化；③驱动元素的迁移、富集、沉淀，形成有用矿产资源，影响生命；④记录全球环境变化过程。这是因为岩溶动力系统与地球4圈层的密切联系，它可以敏感地反映并记录各种环境因子，包括降水量、气温、植被、地下水位与海平面升降、酸碱度变化等，为研究全球变化提供依据。可见，对岩溶动力系统结构、功能、运行机制的正确认识，是科学合理地解决岩溶地区乃至某些全球性资源环境问题的关键（袁道先等，2003）。