浮游有孔虫壳体Mg/Ca值——SST的替代性指标

通过对东北印度洋区MD77181和MD81349两支岩心中Globigerinoidessacculifer壳体极为精细的清洗和溶样后 ,由ICP -MS测试获得了近 2 6 0ka以来Mg/Ca值 .结果表明Mg/Ca值与δ18O值变化趋势较为吻合 ,随温度的增加而升高 ,浮游有孔虫G .sacculifer壳体Mg/Ca值是海洋表层水温 (SST)良好的替代性指标 .运用函数式Mg/Ca =0 .4 717exp(0 .0 82 5 SST)计算表明 ,包括印度洋在内的中、低纬地区 ,LGM时期的SST与全新世的温差大于最初CLIMAP推测的2℃ ,很可能达到 4℃ .

高温实验模拟Mg/Ca浓度对文石质生物碎屑白云石化过程的影响

高温(150℃以上)合成白云石实验被认为是了解自然条件下白云石成因的有效途径。选择自然条件下对白云石成因有重要影响的Mg/Ca值(摩尔浓度比)指标,分别采用鹿角珊瑚和大琵琶螺两种文石质生物碎屑为先驱反应物,在220℃高温环境下对不同Mg/Ca值(0.5、0.7、1.0、1.2、1.5)和不同反应时间(0.5、1.0、1.5、2、3、6、8、14 h)条件下文石质生物碎屑的白云石化过程开展研究。结果表明,在高温条件下白云石化过程可分为诱导阶段、快速反应阶段和平稳阶段,这一反应过程未明显受到先驱文石质反应物的影响,反映了流体Mg/Ca浓度对白云石化产物具有明显的控制作用。随着反应溶液Mg/Ca值的提高,白云石化的诱导期缩短、速率加快,产物白云石中CaCO_(3)的摩尔分数降低且有序度提高,表明高Mg^(2+)浓度能够促进Mg^(2+)快速交代文石中的Ca^(2+)并完成白云石的有序化过程。研究结果为解释自然条件下Mg/Ca浓度对白云石化过程的影响提供了基础理论支撑。

洞穴滴水、石笋中元素及元素比值对气候环境变化响应的研究进展

滴水/石笋元素是除δ^(18)O和δ^(13)C,研究气候环境变化的又一重要代用指标。外界气候环境变化通过改变表层岩溶带和岩溶含水层中的水文环境,甚至洞穴环境,进而影响元素的溶解、运移和沉淀过程,从而使得滴水/石笋中元素表现一定的变化规律。本文通过分析影响洞穴滴水元素及元素比值变化的因素:元素来源、水—岩相互作用和滞留时间、差异性淋滤、先期碳酸盐沉淀及分配系数的基础上,从元素对岩溶区“二元结构”和极端天气/气候事件响应的角度,探讨了滴水/石笋中元素的气候环境指示意义。取得了以下认识:(1)强降水带来的冲刷作用和溶解作用,促进土壤和基岩中元素、胶体和天然有机质(NOM:Natural Organic Matter)等物质在短时间内快速溶解和运移,使滴水中元素含量增加;但随着降水增多带来的稀释作用,使得滴水/石笋中Mg,Sr和Ba等元素含量降低,因此,单一元素的解译较为复杂;(2)基岩/溶液中元素溶解和沉积的差异,导致元素相对含量的变化,使得元素X/Ca值对外界环境的响应具有一致性,尤其是Mg/Ca和Sr/Ca值:在干旱条件下,降水减少导致方解石先期沉积(PCP:Prior Calcite precipitation)作用增强,使Mg/Ca和Sr/Ca值增大。但目前存在着一些问题:(1)Mg/Ca和Sr/Ca值变化对强降水事件的响应并不明显,可能与新、老水混合及元素溶解过程中的溶解比例差别不大有关;(2)多源、多期混合水源会导致洞穴滴水元素对极端事件响应减弱;(3)Mg/Ca和Sr/Ca的变化为解释δ^(18)O的“雨量效应”及“源效应”提供了见解,但元素变化能否反映季风强度的变化,仍有待进一步的研究。基于以上认识,笔者提出开展更加系统的大气—土壤—包气带—洞穴的监测;开展更高分辨率、更长时间尺度的洞穴监测;开展多区域、多洞穴系统对比研究来更加深入地开展洞穴石笋元素研究。