碳酸盐岩和硅酸盐岩为主的岩石化学风化是重要的碳汇过程,积极参与全球碳循环。在这个过程中,控制碳酸盐岩化学风化的表层岩溶动力系统与大气圈、水圈和生物圈密切相关,对环境变化响应迅速。青藏高原区是我国第二大碳酸盐岩区,潜在碳汇能力巨大,但受青藏高原地形和气候条件的影响,相对于我国南方岩溶区,青藏高原区岩石化学风化碳汇研究工作开展较少,缺乏系统的岩溶水文和水化学调查研究资料;同时,青藏高原区地处印度大陆与亚洲大陆碰撞造山带的关键带,存在强烈的水热活动,地热温泉分布普遍,存在通过深大断裂带和温泉的内源CO2释放。因此,选择合适的方法来定量估算岩石化学风化碳汇强度,及如何合理刻画流域尺度温泉CO2释放参与下的流域碳汇路径及通量,仍是当前青藏高原高寒山区岩石化学风化碳汇研究关注的重要方面,同时也是评价青藏高原区现代岩溶发育强度的重要依据。论文以青藏高原东缘金沙江上游巴塘段高寒山区小流域为研究对象,在现场详细调查的基础上,采集了流域地表水以及部分温泉的水样,测定了地表水和温泉的多项水化学指标和多种同位素比值,解析了研究区地表水主要离子来源及影响因素;分析了研究区主要的岩石化学风化过程,并基于GEM-CO2模型和Galy模型估算了碳酸盐岩和硅酸盐岩化学风化消耗大气CO2的量;同时,通过温泉水化学数据估算了流域温泉CO2释放量,对比分析了流域温泉CO2释放对流域岩石化学风化碳汇的影响。得出的主要结论如下:HCO3-和Ca2+为地表水主要阴阳离子,地表水水化学类型主要为HCO3-Ca型,地表水饱和指数多呈现SIC＞0而SID＜0,流域内方解石矿物为主的碳酸盐岩化学风化强度大于白云石矿物为主的碳酸盐岩。希曲小流域温泉主要离子浓度都比降曲小流域温泉高,阳离子以Na+＞Ca2+,降曲小流域温泉Ca2+＞Na+;温泉主要阴离子为HCO3-。温泉水水化学类型为HCO3-Ca和HCO3-Na型;温泉水SIC和SID均大于1,温泉水处于过饱和但不沉淀状态。δD和δ18O同位素组成特征分析表明,降曲和希曲两个小流域蒸发线斜率相似,反映了内陆高寒山区流域受蒸发作用影响强烈的特征。受汇流面积大小和流域径流量不同而导致均一化作用差异的影响,不同小流域补给水源和水循环条件存在差异,流域地表水δD和δ18O在空间上存在分异,但总体上都显示从源区到河口的重同位素亏损。研究区温泉δD和δ18O富集程度最低,重同位素相对亏损最严重,温泉水δD和δ18O同位素组成,反映了大气降水的入渗混合特征,取样时段的主要入渗补给来源为季节性的夏季冰雪融水。浅层水混合作用促进围岩的溶解,存在混合作用的温泉水发生约1‰的δ18O漂移。利用δ13CDIC稳定同位素质量平衡模型,分别估算了流域地表水和温泉总溶解性无机碳（DIC）的来源。结果表明,DIC来源中碳酸盐岩化学风化端元占比在58.23～75.05%之间,平均值为67.99%,从源区到河口DIC源于大气/土壤CO2的占比降低,碳酸盐岩的比例增加,流域地表水δ13CDIC显示随流程的增大而富集。温泉水DIC主要源于碳酸盐岩变质作用成因的CO2和幔源释放的CO2,分别占比约为37.23%和62.77%;考虑源于浅表入渗过程与土壤生物相关的CO2占比不超过13.50%。流域地表水溶质主要受石灰岩和白云岩两类碳酸盐岩化学风化端元控制,同时存在硅酸盐岩化学风化端元的输入。降曲小流域碳酸盐岩化学风化以石灰岩为主,希曲小流域则以白云岩为主。采用水化学径流法中GEM-CO2模型估算的研究区岩石化学风化碳汇量为18494.036 t/a;Galy模型估算的研究区岩石化学风化碳汇量为23478.69 t/a。同时用Galy模型估算的碳酸风化硅酸盐岩消耗大气CO2量约为1854.45 t/a,占比7.9%;碳酸风化碳酸盐岩消耗大气CO2的量约为21924.24 t/a,占比92.10%。碳酸风化碳酸盐岩的消耗大气CO2的量是硅酸盐岩的11.5倍,碳酸盐岩化学风化产生的碳汇量远高于硅酸盐岩,占主导性作用。流域温泉CO2释放量占研究区岩石化学风化碳汇量的比例不到1%,且野外调查发现,温泉周边现代岩溶作用明显强于流域其他区域,因此,论文认为研究区温泉释放的CO2参与流域岩石化学风化的过程,是促进高寒山区小流域现代岩溶发育的潜在因素。