活动断裂带是深部含碳流体释放的重要通道，在全球范围内具有重要意义。新生代以来青藏高原隆升和扩张运动在其东南缘形成了数条大规模走滑断裂带，沿这些深大断裂带发育一系列中-高温地热区，是研究大陆碰撞造山带走滑断裂系统深源CO₂释放的重要地区。其中，鲜水河-安宁河断裂带是青藏高原东缘最具代表性的重要边界断裂，深源流体释放强烈，受到了学术界广泛关注和重点研究。

　　天津大学徐胜教授研究团队聚焦鲜水河-安宁河断裂带出露的温泉水和逸出气体（图1），利用多元素和同位素组成分析和计算模型，定量解析了流体来源、深部碳源区物质及其释放过程；结合区域地质和地球物理资料，估算了青藏高原东南缘活动断裂带的深源CO₂释放通量，为定量评价印度-亚洲大陆碰撞造山带的深源碳释放规模提供了科学依据。

图1. 青藏高原东缘主要活动断裂带和采样点分布图

　　本研究主要取得以下认识：

　　（1）温泉水主要来源于区域不同补给高度的大气降水循环。在水-岩相互作用过程中，区域蒸发岩、碳酸盐和硅酸盐矿物的溶解导致温泉水中显著富集Na⁺和HCO₃^-等离子。

　　（2）³He/⁴He比值呈现明显的空间分布特征：鲜水河断裂带具有强烈幔源He（9~33%），而安宁河-则木河-小江断裂带则具有典型的地壳放射性氦特征。区域上，最高比例的幔源氦出现在鲜水河、玉农希和龙门山断裂带交汇的康定地区，并以此为中心向断裂带延伸方向和垂直方向递减。这一空间分布特征表明区域转换挤压作用导致断裂带破碎化程度和渗透性的增加, 有利于幔源物质快速运移至地表，也充分反映了断裂活动是非火山岩地区幔源物质向地表迁移的主要控制因素。

　　（3）碳源定量解析结果表明，CO₂来源主要包括深部上地幔和变质碳酸盐岩，以及近地表海相碳酸盐岩和有机质（图2）。总体而言，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-则木河-小江断裂带深源CO₂主要为单一变质成因碳; 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。

　　（4）康定地热田平均深源CO₂通量约为160 t a⁻¹，如果简单推算至青藏高原东南缘各类断裂带内所有温泉，区域深源CO₂通量在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份额，今后需要开展进一步研究。

图2.  鲜水河-安宁河断裂带温泉水溶解无机碳（左）和温泉气（右）源区物质解析模型

　　研究成果以中、英文发表于《中国科学：地球科学》和《Science China Earth Sciences》。该项研究受中国地震科学实验场项目（2019CSES0104）和国家自然科学基金项目（41930642）联合资助。

　　参考文献：

　　徐胜, 管芦峰, 张茂亮, 钟君, 刘伟, 谢显刚, 刘丛强, Takahata N., Sano Y.(2022) 青藏高原东缘鲜水河-安宁河断裂带深源气体释放. 中国科学: 地球科学 52, 291–308.

　　Xu S., Guan L.F., Zhang M.L., Zhong J., Liu W., Xie X.G., Liu C.Q., Takahata N. & Sano Y. (2022) Degassing of deep-sourced CO₂from Xianshuihe-Anninghe fault zones in the eastern Tibetan Plateau. Science China Earth Sciences 65, 139–155.