石笋中的环境替代指标及其蕴含的古气候和古环境信息

在古气候和古环境的研究中,洞穴石笋已成为一种重要的研究载体。分别对其中的石笋微层厚度(即石笋的生长速度),石笋的断裂、坍塌和沉积间断,石笋中磁化率等物理替代指标以及石笋微层荧光性和灰度,稳定同位素,微量元素分布等化学替代指标进行了综述,其中化学替代指标分为有机地球化学指标和无机地球化学指标。对各指标存在的问题进行了探讨,同时对石笋在古气候变化中的研究前景进行了展望。

洞穴次生化学沉积物环境替代指标形成的地球化学动力学研究

洞穴化学沉积物气候-环境记录机理研究中,亟需了解各种环境替代指标形成的地球化学过程及其影响因子.我们以洞穴滴水为主线长期系统监测研究了气候-环境信号的传递过程和受控因素,判别了洞穴顶板土壤基本情况(自然和人为作用),分析了洞穴滴水的水动力特征,归纳了水文、水文地球化学过程及简单模型,考察了滴水的DOC、荧光强度及相关性,综合探讨了氢、氧、碳同位素信号传递过程及其受控因素,以及对不同生态系统的碳、氧同位素的对比.当前我们所获得的主要成果和认识是:发现滴水的溶解有机碳和荧光强度以每年4～6月最强,并与洞穴上覆植被条件成正相关;降雨对洞穴滴水氧同位素组成有明显的控制作用和一致的季节变化特征,蒸发作用对氧同位素信号的传递有不大于2‰的影响作用;植被条件对滴水碳同位素信号起主导控制作用,δ13C值在湿热条件下低于干冷条件,明显受降雨稀释效应、水动力过程、方解石溶解/沉积作用和CO2逃逸等因素的影响.

洞穴滴水水文地球化学的季节变化及其环境指示意义:以贵州大消洞为例

为探明洞穴滴水水化学的季节变化规律并揭示其环境指示意义,对黔西南大消洞的3处滴水开展了1个水文年的动态监测和采样,分析了滴水点附近的CO_(2)浓度以及各处滴水的pH、电导率(EC)和Ca2+、Mg^(2+)、Ba^(2+)、Sr^(2+)等离子变化,结果表明,洞穴滴水的滴率和EC在响应大气降雨时存在一定的滞后,滴水pH和HCO3-在雨季受稀释效应的影响明显,雨季时滴水以溶蚀作用为主,旱季则以沉积作用为主,滴水pH与洞穴空气CO_(2)浓度之间无显著关联。3个滴水点的常、微量离子浓度呈现“雨季低、旱季高”的季节变化规律,在雨季均受到不同程度降雨稀释作用的影响。除此之外,离子浓度变化还受到活塞效应和PCP作用等水文地球化学过程的影响。Mg/Ca、Sr/Ca、Mg/Sr均表现出旱季高、雨季低的特点,其中,Mg/Ca与Sr/Ca之间存在良好的正相关关系,滴水Mg/Ca和Sr/Ca可以综合反映外界气候的季节干湿变化,3个滴水点中仅有DX-3的Mg/Sr与当地气温之间存在很好的反相关。

南海沉积记录中U37k指数与颗石藻生长季节对应性的探讨

根据表层沉积物长链不饱和烯酮的不饱和度（Uk37指数）以及现代海洋0~30 m层平均温度（Sea Surface Temperature,SST）,探讨在低温和高温海区利用Uk37指数重建上层古温度的合理性。同时,结合文献报道的南海上层水体中颗石藻（E.huxleyi,G.oceanica和G.ericsonii）细胞丰度的季节特征,探讨了沉积记录中Uk37指数与季节的对应性。结果表明：（1）在极端低温和高温海区（-0.6℃和28℃）Uk37指数仍是重建上层水体古温度的良好替代指标;（2）由于南海长链烯酮源生物——颗石藻的主要生长季节为冬季,因此,尽管南海表层沉积物中的Uk37指数与4个季节的SST均显著相关,但沉积记录中的Uk37指数反演的SST可能仅代表冬季上层水体的温度。

南海沉降颗粒物U37K＇指标的影响因素初探

根据南海不同海区的时间序列沉降颗粒物的U37K＇指标及基于该指标估算的海表温度（Sea Surface Temperature,简称SST）,试图探讨现代过程对地球化学古环境参数的改造.结果表明,通过沉降颗粒物中U37K＇估算的SST与卫星测算的SST在大多数时段并不一致.其中,颗粒物的侧向运动可能会使得U37K＇估算的SST与遥感SST不一致,而颗石藻的层位效应可能使U37K＇估算的SST低于遥感SST.另外,沉降过程中U37K＇指标并无明显的改变,表明有机质沉降过程中的降解作用对U37K＇温度估算影响较小.然而已有的研究表明,南海表层沉积物U37K＇估算的SST与上层多年平均的实测温度有较好的相关性,表明代表几十至几百年的表层沉积物,能够对短时间和局地的差异进行＂平滑＂.综上所述,局部的差异（捕获器样品）并不与全局的变化趋势（表层沉积物）相矛盾,U37K＇指标仍是研究南海古温度的良好替代指标,但为提高U37K＇估算温度和解释现象的可靠性,现代过程的研究仍然有重要意义.