研究硅酸盐风化的控制因素对于理解硅酸盐风化调节全球气候至关重要,对单一岩性小流域进行的研究是主要途径之一。为此我们在安徽省九华山的花岗岩小流域进行了整个水文年每个月1-2次的系统采样工作,计算硅酸盐风化速率并探讨其控制因素。通过质量平衡方法,估算出农业活动、大气输入、硅酸盐风化和碳酸盐风化对于河水中主量阳离子的贡献分别是2.3%,51.3%,18.9%和28.3%。来自碳酸盐岩(出露面积推测<5%)风化不成比例的贡献表明即使在“单一岩性”的花岗岩流域中,微量碳酸盐风化也有着重要贡献。九华山花岗岩小流域的硅酸盐风化平均速率和CO2消耗速率分别是9.2 t km-2 y-1和3.12×105 mol km-2 y-1,与同处亚热带的其他花岗岩流域的风化和C02消耗速率基本一致通过编辑全球不同气候带花岗岩流域的数据,我们发现,温度、径流与硅酸盐风化速率(SWR)之间有明显的正相关关系。通过对温度/径流与SWR的二元线性回归分析可以得出两者之间的线性相关系数r2为0.61,表明气候因素(主要是温度和径流)可以解释SWR61%的变化。同时,当采样点与水源地海拔差(地形参数)大于400m的时候,温度和SWR之间的相关性明显增强,初步证实了在风化限制(weathering-limited)模式下,硅酸盐风化速率主要受动力学因子温度的控制。因此,当讨论硅酸盐风化速率的气候因素时,有必要区分风化机制。此外,为了探讨岩性对于风化速率的影响,我们将云南腾冲北海附近作为研究区域。在数十平方公里的范围内,仅有花岗岩和安山岩两种岩性出露。区域内花岗岩流域和安山岩流域的构造活动一致,温度、降雨、径流等气候条件相同,植被的发育情况也完全相似。在这种情况下,两个流域内化学风化速率的差异基本可归因于岩性的不同。通过水化学质量平衡的方法,我们计算出在花岗岩流域和安山岩流域内,大气输入、硅酸盐风化和碳酸盐风化对于河水中主量阳离子的贡献分别为10.9%,73.8%,16.4%和5.4%,79.2%,15.5%。硅酸盐和碳酸盐风化速率以及 CO2 消耗速率分别为 5.70t km-2 y-1,2.68× 105mol km-2 y-1 和 9.96 t km-2 y-1,0.29×105 mol km-2 y-1。硅酸盐风化中,花岗岩和安山岩的风化速率分别为3.26 t km-2 y-1和8.14 t km-2 y-1,安山岩风化速率是花岗岩的2.5倍。研究结果表明,在其他影响硅酸盐风化速率的因素一致时,岩性的影响非常明显。九华山花岗岩风化壳的常量元素特征研究显示,剖面中Na2O、CaO、K20相比基岩明显亏损,亏损程度在剖面中部达到最大,Fe203则显著富集,这与化学蚀变指数(CIA)和烧失量(LOI)的变化趋势一致,表明随着风化作用的进行,高岭石化、红土化过程变得越来越显著,展现了脱硅富铁的成土过程。这些特征表明亚热带九华山地区经历着较强的化学风化作用。风化壳中87Sr/86Sr值总体上有随风化剖面深度的增加有升高的趋势。从风化剖面的顶部到底部,依次是钾长石和黑云母的风化、斜长石的风化以及上层物质的淋滤富集在淀积层控制着花岗岩风化剖面样品87Sr/86Sr比值。