騰沖新生代火山區(qū)CO2 氣體釋放通量及其成因*

成智慧 郭正府 張茂亮 張麗紅

CHENG ZhiHui，GUO ZhengFu＊＊，ZHANG MaoLiang and ZHANG LiHong

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，新生代地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

Key Laboratory of Cenozoic Geology and Environment，Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China

2014-02-03 收稿，2014-05-14 改回.

1 引言

固體地球內(nèi)部(地殼、地幔、地核)是一個巨大的碳庫，全球約99%的碳固定在地球深部(郭正府等，2010)。火山活動常常伴隨著由地球深部向大氣圈的碳釋放，俯沖作用又使碳重新返回至地幔，因此，對于火山作用過程中碳循環(huán)的定量估算并識別其來源可以很好地用于探究深部碳循環(huán)的動力學(xué)機(jī)制和地幔不均一性等(Sano and Williams，1996;Roulleau et al.，2013)。根據(jù)氣體釋放的強(qiáng)烈程度，火山釋放溫室氣體的形式可以劃分為兩種主要類型:宏滲漏(噴發(fā)柱，溫泉與噴氣孔)和微滲漏。作為一個噴發(fā)系統(tǒng)，在噴發(fā)期，火山主要以噴發(fā)柱的形式釋放溫室氣體;進(jìn)入休眠期，火山常以噴氣孔、溫泉和土壤微滲漏等形式向大氣圈釋放溫室氣體(Inguaggiato et al.，2012)。土壤微滲漏主要沿著分布在火山錐及火山底部的微裂隙釋放溫室氣體(Chiodini et al.，2001)，溫泉除以氣泡的形式溢出CO2外，溫泉水也以溶解氣的方式向大氣圈釋放溫室氣體(Chiodini et al.，2004;Newell et al.，2008)。休眠火山初期以噴氣孔釋放的溫室氣體最為劇烈(Notsu et al.，2006;Inguaggiato et al.，2012)，隨著火山脫氣過程的持續(xù)進(jìn)行，噴氣孔將逐漸消失，火山主要通過溫泉與土壤微滲漏的方式釋放溫室氣體(Farrar et al.，1995;Evan et al.，2002;Notsu et al.，2006)。

火山逐漸進(jìn)入下一次噴發(fā)期，向大氣圈釋放溫室氣體的量會劇烈增加(Aiuppa et al.，2004;Chiodini et al.，2007)，同時，火山氣體的成分(例如H2O/CO2、SO2/CO2、SO2/HCl)以及同位素特征也會發(fā)生較大的變化。因此，通過對火山區(qū)釋放溫室氣體通量的估算和氣體成分測試可以為監(jiān)測火……