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《甘肃武都万象洞滴水与现代石笋同位素的环境意义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、论文第49卷第15期2004年8月甘肃武都万象洞滴水与现代石笋同位素的环境意义①①②①②张平中陈一萌K.R.Johnson陈发虎L.Ingram③①④⑤⑤张欣利张成君王苏民庞福顺龙路德(①兰州大学中德干旱环境联合研究中心与西部资源环境教育部重点实验室，兰州730000;②DepartmentofEarthandPlanetarySciences,UniversityofCalifornia,Berkeley,CA,USA;③中国科学院资源环境科学信息中心，兰州730000;④中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008
2、;⑤甘肃武都万象洞管理所,武都746000.E-mail:pzzhang@lzu.edu.cn)摘要初步研究了青藏高原与黄土高原过渡带的甘肃武都万象洞中滴水的氢氧同位素和洞穴现代18石笋碳酸钙的氧同位素组成,发现万象洞内滴水的δOdw和δDdw位于全球降水同位素网数据建立181818的地方性大气降水线范围之内,说明滴水δOdw与降水δO有密切关系.利用δOdw和洞内中部18到距洞口较远处的现代管状钟乳石下部的δOmc数据和碳酸盐古温度等式计算的温度范围在8.9~12.4℃之间,平均值为10.7℃,其中计算出距洞口较远处8个
3、位置的温度在10.1~12.4℃的范围之内,平均值为11.5℃,这个值与洞穴内的观测值(10.99℃)一致,略低于当地年平均气温(14.4℃),说明现代石笋形成在同位素平衡条件下,它们的同位素组成可以近似地反映其洞外大气年均温度.关键词洞穴滴水氢氧同位素石笋甘肃青藏高原与黄土高原目前,洞穴堆积物在过去气候变化研究方面已素及现代管状钟乳石下部方解石的氧同位素组成,显示出巨大的潜力,如石笋记录对D-O气候旋回的研究它们之间的相互关系,为过去长时间尺度上洞精确定年[1]、季风强度变化[2,3]、季风与太阳辐射穴堆积物中记录的环境
4、信息的获取提供理论依据.[4]变化的关系等.但是不同地区石笋碳酸钙氧同位1样品与实验[1]素的指示意义同时也存在多解性,如法国石笋碳酸1.1研究区地理特色及位置18钙氧同位素代表温度;而以色列石笋δO与温度负研究区处于典型季风系统交互作用的青藏高原[5]18相关代表降雨量;在强烈季风影响区,石笋δO值与黄土高原过渡带(青藏高原东部边缘和黄土高原的[2~4]的解释更复杂化,它应是季风强度的指示.因此,西南边缘),接近现代夏季风的边缘(图1),对季风的要更好地理解石笋形成过程中的同位素机理及其环变化十分敏感,因此,该地区洞穴堆
5、积物与气候环境境意义,必须详细研究石笋形成的洞穴内现代碳酸的关系研究将显得非常重要.[6]盐-水体系的同位素组成特点.在平衡条件下,方解万象洞(33°19′N,105°00′E,1200ma.s.l.)(图1)位1818[7]石的δO是δOdw(滴水)和温度的函数;如果方解于甘肃省武都县境内,发育在志留纪灰岩中;洞内现18[8]石和滴水的δO能被测定,将能获得洞穴温度,而代次生化学沉积物比较发育,是中国北方最大的洞[9]洞穴温度近似于洞外的年平均温度.一般地,洞穴穴之一.洞穴外部的上覆土壤,主要以黄土为母质,1818滴水的
6、δOdw值比洞穴上面降水略微富集O,可是因此它具有研究现代及过去气候的理想条件和优越洞穴滴水的同位素组成在季节或较长时间尺度上可的地理位置.显示出复杂的变化,往往与年降水量、补给速率、暴1.2样品采集和观测风雨/雪轨迹和洞穴上覆岩层或土壤表面的蒸发有关洞穴滴水在1999年10月从洞口到洞尾系统收集;[10]18.用化石洞穴堆积物(如钟乳石)中的δO变化重建同时从洞口开始收集洞穴顶板下垂的、微小的、正在18过去的气候变化,必须假定:(1)现代石笋的δO反滴水的、尚未固结或未结晶的、正在沉积的管状钟18映现代滴水,因此反映现代
7、降水的δO;(2)石笋方解乳石样品,并在现代滴水处放置了一些玻璃片以接石形成在与水平衡的同位素条件下.为此,本文分析受现代沉积的碳酸钙.同时在洞内距洞口最远处安了甘肃武都万象洞内洞穴滴水的氢氧同位装了连续检测仪.www.scichina.com1529第49卷第15期2004年8月论文18是,从洞尾到洞口洞穴滴水的δDdw和δOdw存在略18微逐渐变重的趋势.其中,34个洞穴滴水δOdw值的范围为−8.6‰~−9.5‰(平均值为−9‰),而20个洞穴滴水样品δDdw范围为−52‰~−74.2‰(平均值为62‰).图1研究区
8、和万象洞(★)的地理位置图1.3分析方法所有样品的同位素组成都在美国加州大学伯克利分校同位素地球化学中心完成,以δ表示氢氧同位素数据,δ=[(Rsample/Rstd)−1]×1000,其中R分别为1816D/H,O/O.18其中洞穴滴水的δO采用CO2与水的平衡方法;18用VGPrismⅡ同位素质谱计
