洞穴石筍指標(biāo)量化研究進(jìn)展.pdf

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1、第59卷地質(zhì)論評(píng)GEOLOGICALREVIEWV。1-59N。-52013年9月。?、u。Sept．2013洞穴石筍指標(biāo)量化研究進(jìn)展劉殿兵南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，南京，210023內(nèi)容提要：洞穴石筍因分布廣、可精確測(cè)年、8”0信號(hào)可進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ鹊葍?yōu)勢(shì)逐漸成為重要的陸相地質(zhì)載體。然而，由于量化研究不足，80氣候環(huán)境意義解譯尚處于經(jīng)驗(yàn)化階段，特別是亞洲季風(fēng)區(qū)石筍80指標(biāo)解釋存在諸多爭(zhēng)議。本文試通過總結(jié)已有石筍80、8”C、微量元素、年層厚度等指標(biāo)量化研究成果，石筍生長機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)及相關(guān)技術(shù)方法，分析其

2、存在問題。結(jié)合其它地質(zhì)材料量化方法，從現(xiàn)代器測(cè)資料校準(zhǔn)、多指標(biāo)開發(fā)、集成樹輪材料等方面提出加強(qiáng)現(xiàn)代監(jiān)測(cè)，促進(jìn)機(jī)理研究，定量認(rèn)識(shí)現(xiàn)代洞穴石筍年～季節(jié)尺度沉積旋回與洞穴環(huán)境關(guān)系，建立量化經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停园l(fā)揮石筍年代學(xué)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)區(qū)域或全球?qū)Ρ?。關(guān)鍵詞：洞穴石筍；多指標(biāo)研究；量化重建；經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒陙?，隨著眾多高分辨率石筍氧同位素性(Vuilleeta1．，2005)。模擬和觀測(cè)研究也顯示，(80)序列在古環(huán)境研究中應(yīng)用，洞穴石筍材料逐大氣降水同位素組成并不受降雨量控制(Aggarwal漸成為國內(nèi)、外古氣候?qū)W界關(guān)注

3、熱點(diǎn)。然而，由于其eta1．，2004；Schmidteta1．，2007)，往往受控于區(qū)氣候意義存在不同解釋(Maher，2008；Clemenset域大氣環(huán)流形勢(shì)(Sturmeta1．，2007；譚明，2009，a1．，2010；Dayemeta1．，2010)，制約了石筍氧同位2011)。早期研究認(rèn)為，高緯地區(qū)降水同位素組成素記錄區(qū)域?qū)Ρ燃皻夂蜃兓瘷C(jī)制診斷。目前，無論受控于溫度變化(Dansgaard，1964)，而在低緯地將石筍60解釋為“溫度”(Bocheta1．，2009)、區(qū)，水汽傳輸掩

4、蓋了溫度效應(yīng)(Rozanskieta1．，“降雨同位素組成”(WangYongjineta1．，2001；1993)。特別是受強(qiáng)夏季風(fēng)控制區(qū)域，降水同位素YuanDaoxianeta1．，2004；ChengHaieta1．，2006，主要依賴雨量(JohnsonandIngram，2004)，這或許2009)、“降雨量”(Fleitmanneta1．，2003a；Zhang是亞洲季風(fēng)區(qū)石筍8180作為“雨量或季風(fēng)強(qiáng)度”經(jīng)Pingzhongeta1．，2008)或“季風(fēng)強(qiáng)度”(Wang驗(yàn)解釋的理論基礎(chǔ)

5、。Yongjineta1．，2008)，其大范圍空間重現(xiàn)性很難得石筍其它指標(biāo)，如年紋層厚度也可對(duì)區(qū)域溫度到現(xiàn)代氣象觀測(cè)、數(shù)理模型研究等支持，反映石筍(TanMingeta1．，2003)、降雨水平(Proctoreta1．，8180量化研究的薄弱。一般來說，石筍6埔0對(duì)大氣2000；PolyakandAsmersom，2001)具有指示作用。降水同位素組成具有繼承性，而現(xiàn)代氣象資料分析然而，Betancourt等(2002)對(duì)比發(fā)現(xiàn)美國西南部石發(fā)現(xiàn)(Dayemeta1．，2010)，亞洲季風(fēng)的年際和雨

6、季筍年層厚度指示的降水量變化(Polyakand降雨總量僅在約500km范圍內(nèi)呈現(xiàn)較高相關(guān)性，遠(yuǎn)Asmersom，2001)與當(dāng)?shù)貥漭喼亟ńY(jié)果差異顯著，由遠(yuǎn)小于不同洞穴之間的空間距離。但是，這些洞穴此質(zhì)疑石筍紋層的“年沉積性質(zhì)”及年層厚度與當(dāng)石筍8180序列卻吻合很好，從而質(zhì)疑了石筍80地雨量響應(yīng)關(guān)系。由此可見，石筍微層與氣候之間作為“雨量變化指標(biāo)”。Maher(2008)認(rèn)為中國南量化響應(yīng)關(guān)系尚需要大量的觀測(cè)及模擬實(shí)驗(yàn)論證。方與印度季風(fēng)區(qū)石筍記錄變化一致，與中國其他區(qū)該報(bào)道引起B(yǎng)aker和Genty

7、(2003)強(qiáng)烈反應(yīng)，并引發(fā)域降水記錄存在顯著差異，由此推斷中國南方石筍關(guān)于石筍微層年代學(xué)和氣候?qū)W的激烈討論(Baker記錄并不反映季風(fēng)降水量變化，可能反映水汽來源，andGenty，2003；Betancourteta1．，2003；Asmersom因?yàn)樗凰亟M成比絕對(duì)降水量更具有區(qū)域一致andPolyak，2004)。因?yàn)槭S年層厚度與巖溶地化注：本文為國家自然科學(xué)基金(編號(hào)41172148)、高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(編號(hào)20113207120012)、江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目

8、，南京師范大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目(編號(hào)2011105XGQ01O2)的成果。收稿日期：2012-08—17；改回日期：2013-06-28；責(zé)任編輯：章雨旭。作者簡介：劉殿兵，男，1972年生。講師，主要從事洞穴古氣候研究。電話：025—85891653；Email：ldb9921@njnu．edu．cn。地質(zhì)論評(píng)循環(huán)過程密切相關(guān)，這些非氣候過程可能導(dǎo)致石筍大年均溫變化達(dá)11℃(從1℃上升到10℃)，在適宜微層與樹輪氣候信號(hào)之間有顯著差異。因此，