洞穴石笋指标量化研究进展.pdf

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1、第59卷地质论评GEOLOGICALREVIEWV。1-59N。-52013年9月。⋯、u。Sept．2013洞穴石笋指标量化研究进展刘殿兵南京师范大学地理科学学院，南京，210023内容提要：洞穴石笋因分布广、可精确测年、8”0信号可进行区域对比等优势逐渐成为重要的陆相地质载体。然而，由于量化研究不足，80气候环境意义解译尚处于经验化阶段，特别是亚洲季风区石笋80指标解释存在诸多争议。本文试通过总结已有石笋80、8”C、微量元素、年层厚度等指标量化研究成果，石笋生长机理模拟实验及相关技术方法，分析其

2、存在问题。结合其它地质材料量化方法，从现代器测资料校准、多指标开发、集成树轮材料等方面提出加强现代监测，促进机理研究，定量认识现代洞穴石笋年～季节尺度沉积旋回与洞穴环境关系，建立量化经验模型，以发挥石笋年代学优势，推动区域或全球对比。关键词：洞穴石笋；多指标研究；量化重建；经验模型近年来，随着众多高分辨率石笋氧同位素性(Vuilleeta1．，2005)。模拟和观测研究也显示，(80)序列在古环境研究中应用，洞穴石笋材料逐大气降水同位素组成并不受降雨量控制(Aggarwal渐成为国内、外古气候学界关注

3、热点。然而，由于其eta1．，2004；Schmidteta1．，2007)，往往受控于区气候意义存在不同解释(Maher，2008；Clemenset域大气环流形势(Sturmeta1．，2007；谭明，2009，a1．，2010；Dayemeta1．，2010)，制约了石笋氧同位2011)。早期研究认为，高纬地区降水同位素组成素记录区域对比及气候变化机制诊断。目前，无论受控于温度变化(Dansgaard，1964)，而在低纬地将石笋60解释为“温度”(Bocheta1．，2009)、区，水汽传输掩

4、盖了温度效应(Rozanskieta1．，“降雨同位素组成”(WangYongjineta1．，2001；1993)。特别是受强夏季风控制区域，降水同位素YuanDaoxianeta1．，2004；ChengHaieta1．，2006，主要依赖雨量(JohnsonandIngram，2004)，这或许2009)、“降雨量”(Fleitmanneta1．，2003a；Zhang是亚洲季风区石笋8180作为“雨量或季风强度”经Pingzhongeta1．，2008)或“季风强度”(Wang验解释的理论基础

5、。Yongjineta1．，2008)，其大范围空间重现性很难得石笋其它指标，如年纹层厚度也可对区域温度到现代气象观测、数理模型研究等支持，反映石笋(TanMingeta1．，2003)、降雨水平(Proctoreta1．，8180量化研究的薄弱。一般来说，石笋6埔0对大气2000；PolyakandAsmersom，2001)具有指示作用。降水同位素组成具有继承性，而现代气象资料分析然而，Betancourt等(2002)对比发现美国西南部石发现(Dayemeta1．，2010)，亚洲季风的年际和雨

6、季笋年层厚度指示的降水量变化(Polyakand降雨总量仅在约500km范围内呈现较高相关性，远Asmersom，2001)与当地树轮重建结果差异显著，由远小于不同洞穴之间的空间距离。但是，这些洞穴此质疑石笋纹层的“年沉积性质”及年层厚度与当石笋8180序列却吻合很好，从而质疑了石笋80地雨量响应关系。由此可见，石笋微层与气候之间作为“雨量变化指标”。Maher(2008)认为中国南量化响应关系尚需要大量的观测及模拟实验论证。方与印度季风区石笋记录变化一致，与中国其他区该报道引起Baker和Genty

7、(2003)强烈反应，并引发域降水记录存在显著差异，由此推断中国南方石笋关于石笋微层年代学和气候学的激烈讨论(Baker记录并不反映季风降水量变化，可能反映水汽来源，andGenty，2003；Betancourteta1．，2003；Asmersom因为水汽同位素组成比绝对降水量更具有区域一致andPolyak，2004)。因为石笋年层厚度与岩溶地化注：本文为国家自然科学基金(编号41172148)、高等学校博士学科点专项科研基金(编号20113207120012)、江苏高校优势学科建设工程资助项目

8、，南京师范大学高层次人才科研启动基金项目(编号2011105XGQ01O2)的成果。收稿日期：2012-08—17；改回日期：2013-06-28；责任编辑：章雨旭。作者简介：刘殿兵，男，1972年生。讲师，主要从事洞穴古气候研究。电话：025—85891653；Email：ldb9921@njnu．edu．cn。地质论评循环过程密切相关，这些非气候过程可能导致石笋大年均温变化达11℃(从1℃上升到10℃)，在适宜微层与树轮气候信号之间有显著差异。因此，