中全新世神農(nóng)架高分辨率的石筍氣候記錄.pdf

1、高分辨率的洞穴次生碳酸鹽古氣候記錄在精確定年、解釋古氣候的千年振蕩事件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及十年至百年尺度的氣候變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。一支來自湖北神農(nóng)架青天洞穴190mm長的石筍(編號：QT9)通過<'238>U-<'234>U-<'230>Th體系測年以及紋層計(jì)數(shù)，被確定為生長于全新世大暖期鼎盛時(shí)期的6700～6100a BP時(shí)段，其形成過程洞穴環(huán)境條件相對穩(wěn)定、沉積連續(xù)、年紋層厚度達(dá)到304μm，適合做多代理指標(biāo)的高分辨率研

2、究。 本論文著重對QT9的灰度指標(biāo)、年層厚度指標(biāo)和同位素指標(biāo)進(jìn)行了研究分析。①年層厚度指標(biāo)：使用OLYMPUS公司的BX51型顯微鏡對平行于石筍生長軸的薄片進(jìn)行鏡下觀察調(diào)整，然后在圖像處理軟件下測量厚度并記錄。②年總灰度的提?。翰捎?00Dpi的平板掃描儀對石筍剖面成像，爾后使用ENVI軟件對圖像進(jìn)行數(shù)字化處理得到原始的灰度數(shù)據(jù)，根據(jù)年層厚度．深度關(guān)系逐層統(tǒng)計(jì)年內(nèi)灰度和。③使用醫(yī)用牙鉆我們采集了186個(gè)粉樣，在Finnigan

3、 MAT253氣體質(zhì)譜儀上進(jìn)行穩(wěn)定氧碳同位素比率測定，得到了183個(gè)可靠的同位素?cái)?shù)據(jù)。在分辨率方面，年層厚度和年總灰度為年際分辨率，同位素指標(biāo)達(dá)到2～4a的水平。相關(guān)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，年層厚度曲線和年總灰度曲線之間有良好的正相關(guān)性，在年際尺度上兩者的相關(guān)性達(dá)到0.49，采取7點(diǎn)平滑后達(dá)到0.77。Schulz譜分析表明年層厚度曲線和年總灰度曲線的主要周期相同，從而說明這2個(gè)指標(biāo)所反映的是同一個(gè)氣候要素。年層厚度指標(biāo)指示次生碳酸鹽的年沉積速率，

4、一般上它與降水成正相關(guān)關(guān)系，反映降水的變化；而年總灰度指示土壤有機(jī)質(zhì)的年產(chǎn)率，它受微生物活性的控制，而微生物活性與氣候的濕潤程度密切相關(guān)，也反映降水狀況。從機(jī)制上說年層厚度指標(biāo)和年總灰度指標(biāo)都反映降水的變化是合理的。 研究區(qū)現(xiàn)代降水過程的δ<'18>O變化沒有明顯的降水量效應(yīng)，溫度效應(yīng)也不十分突出。與格陵蘭冰芯GISP2相比，QT9石筍的δ<'18>O指標(biāo)與GISP2的正相關(guān)性比較明顯，在研究時(shí)段兩條曲線的主要峰谷具有良好的可

5、對比性，可能說明QT9石筍的δ<'18>O曲線更多地反映氣溫的變化。目前公認(rèn)δ<'13>C曲線反映洞穴上覆植被的變化，根據(jù)石筍δ<'13>C曲線特征筆者判斷在6330a BP附近洞穴上方的植被帶發(fā)生了更替，或者說植被帶在海拔分布上出現(xiàn)了擴(kuò)張，反映了氣候向更暖濕的方向發(fā)展。關(guān)于這一點(diǎn)，年層厚度指標(biāo)、年總灰度指標(biāo)、氧碳同位素曲線所反映的變動(dòng)是一致的，與相距23km的大九湖全新世孢粉記錄的氣候變化和植物群落變動(dòng)基本相同。 小波分析在