青藏高原东缘鲜水河-安宁河断裂带深源气体释放

作者：徐胜^*; 管芦峰; 张茂亮; 钟君; 刘伟; 谢显刚; 刘丛强; Naoto TAKAHATA; Yuji SANO

来源：中国科学:地球科学 , 2022, 52(02): 291-308.

• 温泉
• 流体地球化学
• 深源碳释放
• 鲜水河-安宁河断裂带
• 青藏高原

青藏高原东南缘分布的大规模超壳走滑断裂带和中-高温地热区释放大量深源气体.鲜水河-安宁河断裂带温泉水和逸出气体的化学和同位素组成分析结果显示,该断裂带的水-岩相互作用显著,深源含碳流体强烈释放,是研究大陆碰撞造山带巨型走滑断裂系统深源CO2释放的重要地区.18OH 2O和DH2 O值显示温泉水主要来源于不同补给高度的大气降水循环;水-岩相互作用过程中,区域蒸发盐、碳酸盐和钠硅酸盐矿物的溶解作用导致温泉水显著富集Na+和HCO3.温泉逸出气体3He/4He比值为大气的0.025～2.73倍,局部地区显示强烈的幔源He释放:3He/4He比值在断裂密集分布的康定地区最高,并以此为中心向断裂带延伸和垂直方向递减.溶解无机碳(Dissolved inorganic carbon,DIC)浓度变化范围为2～42mmol L-1,δ13CDIC值为-4.0～1.3‰,13CCO2值为-7.2～-3.6‰,?14CDIC值为-997～-909‰.结合地球化学与区域地质资料,认为CO2来源主要包括深部的上地幔和变质碳酸盐岩,以及近地表的海相碳酸盐岩和有机质.质量平衡混合模型计算结果显示,平均11±6%的溶解碳来源于浅层碳酸盐矿物的溶解作用,9±8%为沉积有机质热解成因,80±9%来自深部变质成因和幔源CO2.其中,安宁河断裂带深源CO2主要为单一的变质成因碳;而在鲜水河断裂带深源CO2中,约12%和88%分别源自地幔和变质成因碳.康定地热田平均深源CO2通量为160t a-1,如果推算至青藏高原东南缘各类断裂带内的所有温泉,区域深源CO2通量将达到105t a-1量级.这一初步结果表明,非火山区深源CO2释放量在全球范围深源碳释放总量中占有相当的份额,需要引起重视和深入研究.

• 出版日期2022
• 单位天津大学