洞穴水Ca^(2+),Mg^(2+)含量特征及其对次生化学沉积物发育影响——以重庆武隆芙蓉洞为例

洞穴水C a2+,M g2+含量及其变化量是洞穴次生化学沉积物发育程度的最直接和最基础的反演载体。通过对芙蓉洞地表水、基岩水及洞穴水进行采样对比分析认为:(1)芙蓉洞洞穴水C a2+,M g2+含量总体变化不大,C a2+离子含量为44~52 m g/L,M g2+离子含量为32~45 m g/L。洞穴次生化学沉积物的主要物质来源是C a2+离子,正处于C a2+离子沉淀较为完全,而M g2+离子还没来得及甚至没有开始沉淀阶段。(2)碳酸盐岩地区次生化学沉积物C a2+/M g2+比值在一定程度上反映了其景观发育成熟度。不同岩溶地区的岩石渗透性在很大程度上影响岩溶洞穴次生化学沉积物的发育程度及速率。(3)洞穴水C a2+,M g2+离子含量与洞穴次生化学沉积物发育特征关系不大。(4)10年来,芙蓉洞洞穴水C a2+离子含量变化,在很大程度上影响次生化学沉积物发育度,和M g2+离子关系不大。外界能量输入引起的温度升高对次生化学沉积物发育程度影响较小,而pH值的改变对它影响较明显。

芙蓉洞洞穴演化形成所需历史时间估算方法及其地质意义

对芙蓉洞与芙蓉江古水面高程差进行了测量,引用洞穴古老次生化学沉积物同位素地质年代资料,通过和邻区地壳相对抬升速率对比,估算出芙蓉洞洞穴演化形成所需的历史时间约为12～18万a。相对于芙蓉洞古老次生化学沉积物同位素地质年龄(16万a)来说,洞穴演化形成是一个不可忽视的过程,进一步证明了两个清晰的洞穴发育阶段的存在。对于用洞穴古老次生化学沉积物同位素地质年龄代替洞穴发育整个历史过程是需要谨慎的。通过估算方法反演所揭示的该区地壳相对抬升速率与青藏高原相对抬升速率相比,进一步证实了扬子地台和青藏高原虽然具有相同的驱动机制,但扬子地台近代隆升速率远远低于青藏高原的隆升速度。同时,笔者还对扬子地台的隆升趋势作了一定的分析,认为近代扬子地台边缘隆升速度小,中间隆升速度稍大。

重庆东部40～46kaBP气候事件的石笋记录

石笋的w(Mg)/w(Sr)值与Mg的固液分配系数DMg/Ca直接相关,可作为估算古温度变化的地球化学温度计。用武隆县芙蓉洞的石笋中的Ca、Mg、Sr地球化学值重建了重庆东部40～46kaBP的古气候变化。古气候重建结果显示46～44.6kaBP为温凉期;44.6～40.6kaBP为持续稳定的冷湿期;40.6～40kaBP为干热期。分辨率达51～135a的古温度曲线清晰地显示了41～42kaBP时期的Heinrich事件H4和在40、45和45.7kaBP的3个暖事件(IS8,9,10),该结果与前人资料在误差范围内有很好的吻合。