疏勒河源區(qū)水化學(xué)特征及其控制因素分析

楊 琴， 韓添丁， 李向應(yīng)， 秦 甲，5， 成 鵬， 蒲紅錚

（1.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000； 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.西北大學(xué)陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710127； 4.西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710127；5.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院內(nèi)陸河流域生態(tài)水文重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000； 6.烏魯木齊市氣象局，新疆 烏魯木齊 830002； 7.重慶理工大學(xué)管理學(xué)院，重慶 400054）

0 引言

河流是全球水循環(huán)重要組成部分，在元素地球化學(xué)循環(huán)中起著重要作用，不僅連接海陸間能量交換，且水化學(xué)特征能反映流域巖石風(fēng)化過程及CO2消耗等信息［1］。自然界地表水體水化學(xué)組成受巖性、氣候、地形、土壤、植被和人類活動(dòng)共同影響［2］，巖石類型對(duì)水化學(xué)特征起決定作用［3］。由于地理環(huán)境制約，高寒山區(qū)受人類活動(dòng)影響較小，水體化學(xué)物質(zhì)含量能代表未受人類活動(dòng)影響的水化學(xué)本底值［4］，可反映自然狀況下水文地球化學(xué)特征。

氣候變暖影響高寒山區(qū)徑流水文過程，冰川退縮與多年凍土退化影響徑流補(bǔ)給［5-6］，改變徑流水化學(xué)組成。由于冰川運(yùn)動(dòng)及冰川融水高速?zèng)_刷等影響，冰川作用區(qū)物理化學(xué)風(fēng)化速率遠(yuǎn)高于大陸平均水平，對(duì)冰川周圍環(huán)境及生物地球化學(xué)循環(huán)具有重要影響［7］，亦改變冰雪融水補(bǔ)給型河流水化學(xué)特征。通過對(duì)烏魯木齊河源［8］、克里雅河［9］河流水化學(xué)特征的研究表明，河水主離子濃度受流量影響，存在明顯年內(nèi)變化且與徑流量呈相反趨勢(shì)。補(bǔ)給特征亦影響河水水化學(xué)組成，研究表明，黑河上游化學(xué)物質(zhì)含量季節(jié)變化主要受降水影響［10］，烏魯木齊河上游豐水期河流水化學(xué)特征受降水、冰川融水和地下水共同影響［11］。通過定性分析發(fā)現(xiàn)新疆吉木乃諸河河水主離子來源于碳酸鹽風(fēng)化和含硫礦物的氧化［12］，額爾齊斯河源各離子變化影響因素不同［13］，烏魯木齊河源區(qū)主離子來源于碳酸鹽、黃鐵礦和長(zhǎng)石類礦物風(fēng)化［14］，黑河流域河水水化學(xué)受方解石和石膏風(fēng)化溶解影響［15］。定量分析表明雅魯藏布江流域枯水期主離子主要來源于碳酸鹽風(fēng)化，陽離子貢獻(xiàn)率達(dá)46.3%［16］，碳酸鹽風(fēng)化對(duì)湄公河陽離子貢獻(xiàn)率達(dá)35.7%～72.3%［17］，而內(nèi)陸河塔里木河流域則存在差異，以蒸發(fā)巖溶解為主，占陽離子總量的58.3%［18］。此外，相對(duì)于外流河，西北內(nèi)陸河水化學(xué)特征具有較高的TDS［19］。

目前疏勒河流域研究包括徑流變化及氣候因素影響［20-23］、徑流模擬預(yù)測(cè)［24］、多年凍土分布及影響因素［25-26］、基流變化［27］等方面。雖對(duì)流域及上游水體水化學(xué)組成及控制因素進(jìn)行相應(yīng)研究［28-29］，但未對(duì)源區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)采樣，具體分析不同季節(jié)河水水化學(xué)組成及控制因素，尤其對(duì)于不同來源對(duì)河水水化學(xué)組成貢獻(xiàn)率研究較少。本文主要利用Gibbs 圖、Piper 三線圖和離子比值等方法定性分析疏勒河源區(qū)水體水化學(xué)組成及控制因素，利用質(zhì)量平衡法定量分析不同來源對(duì)不同季節(jié)河水水化學(xué)組成的貢獻(xiàn)率，可為疏勒河源區(qū)水化學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料，有助于理解疏勒河源區(qū)水文地球化學(xué)過程。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

疏勒河流域位于青藏高原北部、祁連山西段，為河西走廊三大內(nèi)陸河流域之一，地理位置介于92°11′～99°00′E，38°00′～42°48′N 之間。研究區(qū)為疏勒河源區(qū)（圖1），年均氣溫為-4.0 ℃，年均降水量為388.2 mm，主要集中在5—9 月生長(zhǎng)季，占全年降水量的90%［30］。區(qū)內(nèi)尕河水文斷面控制面積為4 210 km2，冰川面積為233.3 km2；蘇里水文斷面控制面積為1 908 km2，冰川面積為51.8 km2［31］。研究區(qū)主要由疏勒南山、托勒南山和疏勒河谷地組成，地勢(shì)東南高，西北低，河流為東南到西北流向。各時(shí)代地層出露較全，以下古生界海相火山巖為主體，上覆泥盆世以來的陸相或海陸交互相地層。在尕河一帶由石英砂巖、粉砂巖、板巖、灰?guī)r組成，托勒南山、疏勒南山下部以碎屑巖為主，上部以碳酸鹽巖為主；蘇里、尕河地區(qū)石炭系由礫巖、砂巖、粉砂巖、白云巖組成；二疊系巖性主要為紅色砂巖和礫巖；三疊系為陸相碎屑巖；侏羅系為陸相含煤碎屑巖系。區(qū)域內(nèi)礦藏資源包括非金屬礦藏和金屬礦藏，前者包括煤礦、硫磺、石膏、鹽巖等，后者有銅和少量黃鐵礦等。由于研究區(qū)人口分布較少，平均每平方公里不足一人，且均以放牧為主［32］，因此本文忽略人類活動(dòng)對(duì)水化學(xué)特征的影響。

圖1 研究區(qū)位置及采樣點(diǎn)分布示意圖Fig.1 Sketch map of the study area and the sampling sites

1.2 樣品采集與分析

表1 采樣點(diǎn)信息Table 1 Sampling sites information

2 結(jié)果與分析

2.1 各水體水化學(xué)組成及其類型

疏勒河源區(qū)各水體水化學(xué)組成主要特征值如表2 所示。河水四季TDS 均值介于376.31～479.63 mg·L-1間，泉水、雪水均值分別為624.75 mg·L-1、6.20 mg·L-1。王彩霞等［36］于2012—2013 年消融季在老虎溝12號(hào)冰川末端采集融水徑流，結(jié)果表明冰川融水徑流TDS 均值為61.40 mg·L-1，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不同水體TDS 順序?yàn)槿竞铀颈ㄈ谒狙┧砻骱铀艿叵滤捅┤谒餐a(bǔ)給影響。河水四季EC 均值介于640.50～839.00 μS·cm 間，泉水、雪水均值分別為1 233.50 μS·cm-1、9.56 μS·cm-1。河水四季pH 均值介于7.26～7.83 間，泉水、雪水均值分別為7.27 和8.01，呈弱堿性。河水春、夏、秋季陽離子平均質(zhì)量濃度依次為Ca2+＞Na+＞Mg2+＞K+，冬季為Ca2+＞Mg2+＞Na+＞K+，四季陰離子質(zhì)量濃度均為HCO3-＞SO42-＞Cl-＞NO3-；雪水陽離子濃度 依 次 為Ca2+＞Na+＞Mg2+＞K+，陰 離 子 濃 度 大 小 為HCO3-＞SO42-＞NO3-＞Cl-；泉水陰陽離子質(zhì)量濃度大小順序與冬季河水相同，可能與冬季以地下水補(bǔ)給為主有關(guān)。

為進(jìn)一步確定水化學(xué)組成特征，利用Piper三線圖［37］和舒卡列夫分類確定其水化學(xué)類型，即毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)大于25%的離子參與水化學(xué)分類。如圖2所示，河水、泉水、雪水陰離子（除個(gè)別點(diǎn)）均靠近HCO3-端元，HCO3-為優(yōu)勢(shì)陰離子。陽離子分布存在差異，冬季陽離子介于Ca2+、Mg2+端元之間，當(dāng)量濃度占陽離子總量的均值分別為38.14%和41.13%，水化學(xué)類型為HCO3--Mg2+·Ca2+型；春季河水樣點(diǎn)存在偏向Na++K+軸的趨勢(shì)，Ca2+、Mg2+、Na++K+占陽離子總量的37.44%、35.87% 和26.69%，為HCO3--Ca2+·Mg2+·Na+型；夏、秋季河水和泉水陽離子分布相對(duì)聚集，Ca2+、Mg2+分別占陽離子總量的46.89%和33.76%、45.22%和35.88%、54.81%和34.54%，水化學(xué)類型均為HCO3--Ca2+·Mg2+型；雪水陽離子靠近Ca2+端元，當(dāng)量濃度占陽離子總量的均值為79.08%，其水化學(xué)類型為HCO3--Ca2+型。

表2 疏勒河源區(qū)各水體水化學(xué)特征值Table 2 Hydrochemical characteristic values of river water，spring water and snow water in the source region of Shule River

圖2 疏勒河源區(qū)不同水體主要離子的Piper圖Fig.2 Piper figures of river water，spring water and snow water in the source region of Shule River

2.2 河水主要離子濃度的時(shí)空變化特征

2.2.1 季節(jié)變化特征

以研究區(qū)不同時(shí)間取樣的均值代表河水主要離子季節(jié)變化（圖3）。TDS含量冬季最低，春至秋季呈遞減趨勢(shì)，可能由于春季積雪融化，攜帶大量富集主離子的粉塵進(jìn)入河流［29］，春季存在高值；夏季徑流量增加至最大值［20］，冰川融水徑流溶解質(zhì)含量在此期間增加后逐漸減少［38］，雖然冰川融水徑流、地下水和降水補(bǔ)給增加溶解質(zhì)的補(bǔ)給量，但徑流量增加造成的稀釋作用更顯著，因此其濃度降低。陽離子Ca2+、Mg2+濃度變化相同，冬季至秋季呈增加趨勢(shì)，變化范圍分別為40.04～94.34 mg·L-1和24.84～47.09 mg·L-1。Na+在夏季略微下降，整體亦呈增加趨勢(shì)。K+含量較低，變化范圍為1.72～2.34 mg·L-1，其變化與Na+一致，均在夏季出現(xiàn)略微下降。陰離子HCO3-濃度較高，冬季至秋季呈增加趨勢(shì)，變化范圍為239.81～583.00 mg·L-1。SO42-四季變化不大，介于43.77～49.64 mg·L-1，夏秋季相對(duì)較高。Cl-冬季至秋季呈下降趨勢(shì)，最小值為18.04 mg·L-1。NO3-濃度較低，其濃度在冬季最大。綜上，除Cl-和NO3-，各離子濃度均值均在秋季達(dá)到最大值。

圖3 疏勒河源區(qū)河水主要離子濃度季節(jié)變化Fig.3 Seasonal variation of major ions concentrations in the source region of Shule River

2.2.2 空間變化特征

河水主離子濃度變化是徑流量、水-巖相互作用、水文地質(zhì)條件、補(bǔ)給來源等多種因素混合作用結(jié)果，在不同的空間位置其濃度存在差異性。源區(qū)河水主離子空間變化如圖4～5 所示，根據(jù)海拔高度和地質(zhì)條件，將采樣點(diǎn)劃分為三類：R1～R7（＞3 700 m）、R8～R10 和R11～R13（＜3 500 m）取樣點(diǎn)。源區(qū)冬季徑流為地下水補(bǔ)給［20］，徑流變化穩(wěn)定，除Ca2+、HC O3-，其余離子濃度在R11～R13 樣點(diǎn)均值相對(duì)高于R1～R7 取樣點(diǎn)。干流采樣點(diǎn)各離子濃度（除HCO3-）沿水流方向呈增加趨勢(shì)，可能為冬季水流相對(duì)緩慢，水-巖相互作用增加河水溶解質(zhì)濃度。春季積雪融水?dāng)y帶積雪表面塵埃物質(zhì)進(jìn)入河水，增加河水溶解質(zhì)含量。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，R1～R7 取樣點(diǎn)主離子濃度相對(duì)高于R11～R13 樣點(diǎn)，可能是因?yàn)楹０屋^高的R1～R7 樣點(diǎn)對(duì)于積雪融水的補(bǔ)給更為敏感。夏秋季除NO3-，其余離子均在R8～R10 地理位置處達(dá)到最大值，其中，Ca2+、Mg2+、HCO3-和SO42-在R8～R10取樣點(diǎn)的濃度均大于其余樣點(diǎn)，當(dāng)河水流經(jīng)碳酸鹽巖和硫酸鹽巖區(qū)域時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的Ca2+、Mg2+、HC O3-和SO42-，說明該區(qū)域可能分布相對(duì)較多的碳酸鹽巖和硫酸鹽巖礦物。結(jié)合地質(zhì)地貌圖，蘇里鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近分布泥盆-三疊系構(gòu)造層［39］，存在碳酸鹽巖、石膏層和煤層［40］，進(jìn)一步佐證上述結(jié)論。此外，由于煤層中硫化物的存在，SO42-亦有部分來源于硫化物氧化溶解。夏季干流采樣點(diǎn)各離子濃度（除Ca2+、NO3-）沿水流方向呈減小趨勢(shì)，秋季（除Cl-、SO42-）亦呈減小趨勢(shì)。

圖4 疏勒河源區(qū)河水陽離子空間變化Fig.4 Spatial variation of river water cations in the source region of Shule River（The concentration value in the legend is half of the maximum concentration of the ion）

圖5 疏勒河源區(qū)河水陰離子空間變化Fig.5 Spatial variation of river water anions in the source region of Shule River（The concentration value in the legend is half of the maximum concentration of the ion）

3 討論

3.1 水體主要離子來源及控制因素

利用Gibbs 圖定性分析水體水化學(xué)組分的來源［41］，其中Na+/（Na++Ca2+）和Cl-/（Cl-+HCO3-）采用質(zhì)量濃度比。由圖6 可知，疏勒河源區(qū)四季河水基本均處于Gibbs 圖中部偏左側(cè)，TDS 介于100～1 000 mg·L-1，Na+/（Na++Ca2+）比值冬、春、夏、秋季均值分別為0.37、0.43、0.31 和0.31，Cl-/（Cl-+HCO3-）比值分別為0.18、0.16、0.04和0.04，表明河水水化學(xué)離子組分主要受巖石風(fēng)化作用控制，個(gè)別點(diǎn)偏離巖石風(fēng)化，其地理位置處于圖4 中Na+高值區(qū)，其TDS 亦較大，蒸發(fā)作用可能是局地離子濃度和TDS較大的原因。此外，泉水與河水分布相似，受巖石風(fēng)化作用控制，表明地下水補(bǔ)給對(duì)河水的重要影響。雪水由巖石風(fēng)化和大氣降水共同控制。利用Na 標(biāo)準(zhǔn)化的摩爾比值［42］分析河水和泉水主要受何種巖石風(fēng)化溶解的影響，確定其控制端元。硅酸鹽巖風(fēng)化產(chǎn)生的Ca2+/Na+和Mg2+/Na+摩爾濃度比值分別為0.35±0.15 和0.24±0.12，碳酸鹽巖風(fēng)化為50±20 和20±8，蒸發(fā)巖為0.17±0.09 和0.02±0.01［43］。如圖7 所示，疏勒河源區(qū)各季河水和泉水基本均位于硅酸鹽巖和碳酸鹽巖控制端元之間，表明主要受硅酸鹽巖和碳酸鹽巖風(fēng)化溶解的共同控制，而蒸發(fā)巖溶解對(duì)兩者的影響相對(duì)較小。

教育實(shí)踐是教師教育的一個(gè)重要組成部分，貫穿于教師教育全過程。教育實(shí)踐的目的在于培養(yǎng)合格的師范畢業(yè)生，熟練掌握學(xué)科教學(xué)技能，具備獨(dú)立從事學(xué)校教育工作的能力。以提高學(xué)生崗位業(yè)務(wù)能力為重點(diǎn)，具有實(shí)踐性、綜合性、基礎(chǔ)性等顯著特點(diǎn)。具體而言，包括以下三方面：演練教師基本功，包括普通話、三筆字以及學(xué)科基本功；掌握教學(xué)技能，一是熟悉教學(xué)常規(guī)，明確教學(xué)工作各環(huán)節(jié)的具體要求，二是掌握教與學(xué)的理論、方法、技巧，具備實(shí)際教學(xué)能力；教師職業(yè)能力，要具備教學(xué)、班級(jí)管理、教育探索等多項(xiàng)能力。

圖6 疏勒河源區(qū)不同水體主要離子的Gibbs圖Fig.6 Gibbs figure of river water，spring water and snow water major ions in the source region of Shule River

圖7 疏勒河源區(qū)Na標(biāo)準(zhǔn)化摩爾比值混合端元圖Fig.7 The scatter diagram of normalized Na+and other ions in river water and spring water in the source region of Shule River

水體中離子間相互關(guān)系可以反映離子來源［44-45］。圖8 為疏勒河源區(qū)水體主要離子當(dāng)量濃度比值圖。（Ca2++Mg2+）/（Na++K+）可判別不同巖石風(fēng)化的相對(duì)強(qiáng)度［18］，如圖8（c）所示，河水和泉水樣點(diǎn)基本均靠近Ca2++Mg2+一側(cè)，暗示碳酸鹽巖風(fēng)化溶解對(duì)水體的影響強(qiáng)于蒸發(fā)巖。Ca2++Mg2+與HCO3-散點(diǎn)圖基本依附于1∶1 等值線［圖8（a）］，表明河水和泉水Ca2+、Mg2+主要源于碳酸鹽巖礦物風(fēng)化［46］，且仍有部分存在其他來源。水體（Ca2++Mg2+）（/HCO3-+SO42-）比值大于1，指示Ca2+、Mg2+主要源于碳酸鹽礦物溶解，比值小于1 指示硫酸鹽或硅酸鹽溶解，等于1 則指示既有碳酸鹽礦物溶解，又有硅酸鹽礦物溶解［28］，可進(jìn)一步確定其來源。河水僅有個(gè)別點(diǎn)遠(yuǎn)離1∶1等值線，其余樣點(diǎn)和泉水均接近1∶1等值線且多位于其下方［圖8（b）］，表明河水和泉水Ca2+、Mg2+既有碳酸鹽礦物溶解，又有硅酸鹽礦物溶解。通過相關(guān)性分析，冬春季SO42-和Cl-相關(guān)性顯著（P＜0.01），兩者具有同源性，夏秋季SO42-與Ca2+、Mg2+間相關(guān)性較強(qiáng)（P＜0.05），進(jìn)一步說明Ca2+、Mg2+部分來源于石膏和含Mg2+硫酸鹽礦物等蒸發(fā)巖溶解。

Mg2+/Ca2+和Na+/Ca2+一般用來判斷水體中碳酸鹽巖礦物的溶解，一般兩者均相對(duì)較低的水體以方解石溶解為主，較高M(jìn)g2+/Ca2+比值和較低Na+/Ca2+比值的水體以白云石溶解為主［15］。冬季Na+/Ca2+和Mg2+/Ca2+比值分別為0.27～1.03 和0.54～1.58，春季為0.23～1.34 和0.60～1.53，夏 季 為0.14～0.88 和0.37～2.35，秋季為0.22～1.78 和0.48～1.09，泉水為0.14～0.24 和0.53～0.82，具有相對(duì)較高的Mg2+/Ca2+比值和較低的Na+/Ca2+比值，表明河水和泉水中碳酸鹽巖溶解均以白云石風(fēng)化溶解為主，研究區(qū)白云巖的存在進(jìn)一步佐證此結(jié)論。

圖8 疏勒河源區(qū)主要離子比值Fig.8 Propotion of major ions in the source region of Shule River（The 1：1 contour line is the function image of y=x，which indicate the ratio of 1）

當(dāng)蒸發(fā)巖溶解對(duì)水化學(xué)組成起主要作用時(shí)，Cl-與Na++K+的比值應(yīng)等于1［47］，圖8（d）所示，94%的樣點(diǎn)比值均靠近Na++K+側(cè)，Na++K+顯著高于Cl-，表明除蒸發(fā)巖溶解，河水、泉水Na+、K+主要來源于硅酸鹽巖礦物溶解。

綜上，疏勒河源區(qū)河水和泉水主離子來源于以白云石為主的碳酸鹽巖風(fēng)化、硅酸鹽巖風(fēng)化溶解和鹽巖、石膏、含Mg2+硫酸鹽等蒸發(fā)巖溶解。

3.2 不同來源對(duì)河水溶解組分的貢獻(xiàn)率

河水溶解組分來源于大氣降水、巖石風(fēng)化（蒸發(fā)巖、硅酸鹽巖和碳酸鹽巖）和人為輸入，利用質(zhì)量平衡法（正向和反向地球化學(xué)模型）可定量計(jì)算不同來源對(duì)河水離子的貢獻(xiàn)率［48］，本文通過正向地球化學(xué)模型進(jìn)行估算。河水中化學(xué)離子X的質(zhì)量平衡方程如下所示［49-50］：

式中：riv 表示河水；rain 表示大氣降水；eva、car、sil分別表示蒸發(fā)巖、碳酸鹽巖和硅酸鹽巖礦物；anth表示人類活動(dòng)，其單位均為摩爾濃度。由于疏勒河源區(qū)受人類活動(dòng)影響較小，因此（X）anth忽略不計(jì)。

3.2.1 大氣降水

大氣輸入對(duì)于河流溶質(zhì)載荷的影響可通過該地雨雪的化學(xué)成分來衡量［51］。利用2018 年6 月至8月十米塔降水和2019 年10 月降雪數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)研究數(shù)據(jù)（表3），校正大氣降水輸入。由于降水中Cl-來源簡(jiǎn)單，主要來源于海鹽離子，常用于校正降水其余離子對(duì)地表水水化學(xué)貢獻(xiàn)值。經(jīng)過校正的大氣降水陽離子濃度（X）rain為：（X）rain=（X/Cl-）rain×（Cl-）rain，其中（X/Cl-）rain表示降水中主要陽離子與Cl-的比值，（Cl-）rain表示降水中Cl-濃度。用河水中Cl-的最小值（63.83 umol·L-1）表示大氣降水對(duì)河水Cl-的輸入，即（Cl-）rain=63.83 umol·L-1。估算均值見表4，冬、春、夏、秋季大氣輸入分別占河水陽離子總量的均值為15.21%、12.29%、12.95%和7.32%。

表3 疏勒河源區(qū)降水水化學(xué)組成（單位：umol·L-1）Table 3 Hydrochemical composition of precipitation in the source region of Shule River（unit：umol·L-1）

表4 疏勒河源區(qū)不同季節(jié)河水陽離子不同來源貢獻(xiàn)率Table 4 The contribution of cations from different sources in the source region of Shule River

3.2.2 蒸發(fā)巖溶解

研究區(qū)內(nèi)蒸發(fā)巖主要包括鹽巖（NaCl）和石膏（CaSO4），假設(shè)Cl-均來源于大氣降水和蒸發(fā)巖溶解，蒸發(fā)巖溶解產(chǎn)生等量的Na+和Cl-，則（Na+）eva=（Cl-）eva=（Cl-）riv-（Cl-）rain；假設(shè)SO42-來源于大氣降水和石膏（CaSO4），則（Ca2+）eva=（SO42-）eva=（SO42-）riv-（SO42-）rain。結(jié)果表明研究區(qū)冬、春、夏、秋季蒸發(fā)巖溶解的Ca2+、Na+濃度總和分別占河水陽離子總量的17.59%、18.05%、11.75%和12.89%。

3.2.3 硅酸鹽巖風(fēng)化

假設(shè)河水中Na+主要來源于大氣降水、蒸發(fā)巖和硅酸鹽巖溶解，則硅酸鹽巖風(fēng)化對(duì)于河水Na+的貢獻(xiàn)為：（Na）sil=（Na）riv-（Na）rain-（Na）eva。由于蒸發(fā)巖、碳酸鹽巖溶解的K+很少，因此假設(shè)K+除大氣輸入外均來源于硅酸鹽巖風(fēng)化。采用硅酸鹽巖端元濃度比值（Ca2+/Na+）sil=0.35 和（Mg2+/Na+）sil=0.24［36］，估算硅酸鹽風(fēng)化對(duì)河水Ca2+、Mg2+的貢獻(xiàn)［7，52］，計(jì)算方 程 為：（Ca2+）sil=（Ca2+/Na+）sil×（Na+）sil，（Mg2+）sil=（Mg2+/Na+）sil×（Na+）sil。計(jì)算得到冬季R12 樣點(diǎn)硅酸鹽巖貢獻(xiàn)率為負(fù)值，可能為忽略NaCl以外氯化物含量所帶來的不確定性［52］。冬、春、夏、秋季硅酸鹽巖風(fēng)化對(duì)河水陽離子貢獻(xiàn)率均值分別為36.21%、35.54%、37.29%和37.30%。

3.2.4 碳酸鹽巖風(fēng)化

碳酸鹽巖對(duì)于河水Ca2+、Mg2+、Na+、K+的貢獻(xiàn)率可通過排除法得到，即：（∑cation）car%=100-（∑cation）rain%-（∑cation）eva%-（∑cation）sil%，結(jié)果顯示，冬、春、夏、秋季碳酸鹽巖對(duì)河水陽離子貢獻(xiàn)率分別為30.99%、34.12%、38.01%和42.49%。

綜上，各季河水中陽離子主要來源于碳酸鹽巖和硅酸鹽巖風(fēng)化，兩者貢獻(xiàn)率達(dá)到67.20%～79.79%，其次為蒸發(fā)巖，貢獻(xiàn)率為11.75%～18.05%，大氣降水的貢獻(xiàn)率相對(duì)最小，這與Na標(biāo)準(zhǔn)化的摩爾比值分析結(jié)論相符。

4 結(jié)論

（1）疏勒河源區(qū)各季河水TDS 均值介于376.31～479.63 mg·L-1間，不同水體TDS 順序?yàn)槿竞铀颈ㄈ谒狙┧?。河水中HCO3-為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)陰離子，陽離子以Ca2+、Mg2+為主，春季水化學(xué)類型為HCO3--Ca2+·Mg2+·Na+型，夏、秋季為HCO3--Ca2+·Mg2+型，冬季為HCO3--Mg2+·Ca2+型。

（2）疏勒河源區(qū)河水主離子濃度存在季節(jié)變化，除Cl-、NO3-，其余離子冬季至秋季均呈增加趨勢(shì)，秋季濃度最高；空間上，受多種因素共同影響，不同季節(jié)河水主離子濃度的空間變化存在差異。

（3）疏勒河源區(qū)河水和泉水水化學(xué)組成受巖石風(fēng)化控制，主要來源于以白云石為主的碳酸鹽巖風(fēng)化、硅酸鹽巖風(fēng)化和鹽巖、石膏、含Mg2+硫酸鹽礦物等蒸發(fā)巖溶解。雪水受巖石風(fēng)化和大氣降水共同控制。

（4）不同來源對(duì)各季河水陽離子貢獻(xiàn)率不同，通過正向地球化學(xué)模型估算得出疏勒河源區(qū)冬春季河水陽離子來源均以硅酸鹽巖風(fēng)化溶解為主，貢獻(xiàn)率分別為36.21%、35.54%；夏季貢獻(xiàn)率為碳酸鹽巖（38.01%）＞硅 酸 鹽 巖（37.29%）＞大 氣 降 水（12.95%）＞蒸發(fā)巖（11.75%），秋季為碳酸鹽巖（42.49%）＞硅酸鹽巖（37.30%）＞蒸發(fā)巖（12.89%）＞大氣降水（7.32%），總體上河水陽離子主要來源于碳酸鹽巖和硅酸鹽巖礦物風(fēng)化。