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为了研究芙蓉洞滴水和池水中溶解无机碳碳同位素(DIC-δ~(13)C)的变化特征、影响因素及其气候环境指示意义,于2013年5月-2014年5月对芙蓉洞进行了洞穴监测。结果显示芙蓉洞山体土壤CO_2浓度和洞内空气CO_2浓度均表现出明显的季节变化特征,夏半年浓度偏高,冬半年浓度偏低,受温度和降水量的共同影响。芙蓉洞5个滴水点的DIC-δ~(13)C平均值为-8.98‰,两个池水点的DIC-δ~(13)C平均值为-6.98‰,池水的DIC-δ~(13)C比滴水的重2‰。对应2013年7月的干旱气候,洞穴水DIC-δ~(13)C在10月相应出现明显偏重值,偏轻的DIC-δ~(13)C值则是对湿润气候的滞后响应。洞穴水的DIC-δ~(13)C变化对地表气候的响应具有明显的滞后期。洞穴水DIC-δ~(13)C主要受土壤CO_2的影响,基岩溶解作用、包气带的开放性等因素也会对洞穴水DIC-δ~(13)C造成一定的影响。研究结果表明在短时间尺度上,洞穴水DIC-δ~(13)C变化响应了当地降水量以及地表湿润状况的变化。 相似文献
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重庆新崖洞XY6石笋4.5ka以来高分辨率δ18O、δ13C记录的气候变化 总被引:6,自引:2,他引:4
对采自重庆市东北部奉节县新崖洞XY 6石笋进行ICP-M S-U系测年表明,该石笋生长时期为4.5~0.25 ka。石笋在4.5~4.1ka、3.2~2.5ka、1.85~1.5ka期间相对偏负的1δ8O和1δ3C值记录了3个相对湿润的时期;其中以4.5~4.1ka时期δ18O最偏负,之后突然偏重,表示了中全新世气候适宜期的快速结束;之后东亚夏季风在波动中逐步减弱。该石笋没有明显记录到发生在1.1~0.9ka的“中世纪暖期”事件。在4.1~3.2ka、2.5~1.85ka、0.5~0.25ka期间相对偏正的1δ8O和1δ3C值代表3个相对冷干的时期,0.5~0.25ka是欧洲小冰期事件在本地区的表现。该地区气候在1.5~0.5ka相对平稳,从前半段的相对暖湿过渡到后半段的相对冷干。XY 6石笋1δ3C与1δ8O具有非常一致的变化趋势,可能暗示了该地区为“暖湿、冷干”的水热配套模式,也表明本地区植被对气候变化的响应是快速的,并没有明显的滞后期。δ13C与δ18O变化峰值的差异表明,在东亚季风区植被变化不仅取决于夏季降水的多寡,可能更主要的是受制于有效湿度的变化。 相似文献
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MIS 5a/5b时期亚洲夏季风变化的高分辨率石笋记录 总被引:1,自引:0,他引:1
由于深海氧同位素阶段5时期 (Marine Isotope Stage 5, MIS 5)高分辨率的亚洲夏季风记录较少,限制了对该时期亚洲夏季风变化的认识。本文利用重庆金佛山羊口洞石笋的δ18O记录,重建了MIS 5a/5b时期平均分辨率为38年的亚洲夏季风演变历史。发现该时段亚洲夏季风在千年—百年尺度上与北大西洋地区气候变化存在紧密联系。得益于误差小于0.4%的230Th测年结果,本文标定了中国间冰阶(Chinese Interstadial, CIS)21的开始时间为84.6±0.3 ka BP,CIS 22的起止时间分别为91.2±0.3 ka BP和88.9±0.3 ka BP。此外,羊口洞石笋记录的CIS 21和CIS 22的变化模式与格陵兰记录不同,而与南极冰芯记录呈反相对应,可能表示在此阶段亚洲夏季风受到了南半球气候变化的影响。 相似文献
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重庆芙蓉洞滴水现代次生化学沉积物沉积速率与元素特征 总被引:1,自引:1,他引:0
为了探讨芙蓉洞现代沉积物沉积速率和微量元素(Mg,Sr)的变化特征、控制机制以及气候环境指示意义,于2010年11月到2013年11月对芙蓉洞5个滴水点进行连续现场监测,并采集现代沉积物样品进行沉积速率计算和微量元素测定。结果显示:(1)芙蓉洞5个滴水点的现代沉积物沉积速率与滴量、pH、Ca2+浓度以及PCO2等指标的关系表现出多样性。其中MP4和MP5的沉积速率均与滴量呈正相关(r=0.75,n=11,p0.01;r=0.63,n=11,p0.05),两个滴水点的沉积速率整体表现出雨季高、旱季低的变化规律,表明MP4和MP5的沉积作用主要发生在雨季,其沉积速率的变化可以对季节性干湿度变化做出响应。(2)2012-2013年年降水量明显增加,在稀释作用、水岩作用以及植物对元素差异性吸收作用的影响下,各滴水点现代沉积物整体呈现出Mg浓度减小而Sr浓度增大的趋势,Mg/Ca和Sr/Ca比值呈反相关关系,它们响应了年际尺度上降水量增加的气候信息。 相似文献
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重庆金佛山羊口洞滴水δD和δ18O变化特征及其环境意义 总被引:2,自引:2,他引:0
为探究重庆金佛山羊口洞滴水δD、δ18O化特征及其环境意义,于2011年10月—2013年8月,在重庆市南川区金佛山逐月采集大气降水样品及羊口洞6个滴水监测点的滴水样品进行氢氧稳定同位素测定。通过比较降水和滴水δD、δ18O的分布特征、季节变化及其与降水量和温度的相关性发现:(1)6个滴水点δD、δ18O较均匀地分布在当地降水线附近,表明从降水到形成滴水的过程受蒸发作用影响不大,滴水δD、δ18O现了当地大气降水δD、δ18O均水平。(2)受洞穴上覆岩土层的调蓄作用影响,羊口洞各滴水点δD和δ18O变化范围(—46.77~—62.09‰,—7.05~—9.96‰)远小于洞外大气降水(5.17~—115.63‰和—1.44~—16.10‰),且较降水存在明显滞后性。但滴水δD、δ18O体上也表现出与降水相同的夏季偏轻、冬季偏重的趋势,主要受降水水汽源地季节性差异影响。而各个监测点滴水δD和δ18O节变化差异较大,可能受滴水点上覆岩层裂隙管道发育、覆盖层厚度、岩溶水滞留时间、形成滴水前的运移路径、滴水点的高度和滴率、滴水点距离洞穴出入口的距离等多种原因影响。(3)降水δ18O现出"降水量效应"和"负温度效应",羊口洞滴水δ18O降水量总体上也呈负相关关系,而与温度(水温、洞温)的关系则呈现多样化:1#、2#、5#、6#监测点滴水δ18O温度不相关,3#点为正相关,4#点为负相关,这与各监测点滴水δ18O节变化差异较大有关。(4)总体而言,羊口洞滴水δD和δ18O季节变化不够明显,利用羊口洞石笋进行季节分辨率的古气候重建可能性较低,但滴水δD和δ18O承了当地大气降水信息,其石笋δ18O用于重建年际~十年际及更长时间尺度的古气候变化。 相似文献
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芙蓉洞洞穴水离子浓度和元素比值变化特征及其环境意义 总被引:5,自引:3,他引:2
通过对芙蓉洞2006年3月—2009年2月期间泉水和洞穴滴水、池水的地球化学指标监测,结合当地的器测数据,初步认为洞穴滴水的Sr2+、Ca2+、Mg2+浓度及其比值既取决于环境降水和温度的变化,也受到上覆岩土作用的影响。芙蓉洞外山上的6#泉水Ca2+平均浓度为45.81 mg/L,洞内1#、3#滴水Ca2+的平均浓度64.59 mg/L,2#和4#池水中由于Ca2+沉积,浓度下降到24.74 mg/L,下降了大约61.7%。Mg2+和Sr2+的浓度在泉水、滴水和池水中的变化规律与Ca2+基本一致。各种水体中Cl-的浓度变化幅度较小,平均浓度为1.720.2 mg/L。岩溶水与基岩作用时间长短以及运移过程中Ca2+的前期沉积作用对各元素与离子含量变化具有重要作用。旱季Ca2+的前期沉积作用和雨季基岩的溶蚀及雨水的稀释作用主导着岩溶水中Mg/Ca与Sr/Ca的变化,这些指标能对干旱和洪涝等极端气候事件做出响应。 相似文献
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洞穴石笋δ^18O与δ^13C气候意义研究 总被引:2,自引:0,他引:2
利用洞穴次生化学沉积物进行古环境重建是第四纪全球变化研究的一个热点,而碳氧稳定同位素是最重要的气候替代性指标.不少研究者利用洞穴次生沉积物如石笋中碳氧稳定同位素的记录已恢复了部分地区不同时间尺度古气候.同时,研究人员也面临着合理解释一系列机理性问题的挑战,如氧稳定同位素气候意义的多解性、碳氧稳定同位素在定量重建古气候方面存在一定程度失真现象等诸多问题.文中全面论述碳氧稳定同位素在古气候重建中定性与定量研究上存在的局限性,并在此基础上指出:要分别探究石笋中δ18O与δ13C各种来源进入洞穴石笋的地球物理化学全过程及其控制机制;研究现代大气降水同位素组成的各种效应在不同时空的组合规律;尽快建立更为科学的大陆矿物-水地质温标. 相似文献
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对2006年10月采自长江巫山段一级支流大宁河河底的三根岩芯作了常量元素(K、Na、Ca、Mg)的分析。研究结果表明,沉积物中稀酸可溶相常量元素的含量能够反映沉积物的特征和来源。大宁河中—上游沉积物中碳酸盐含量平均为23%,反映岩溶地区石灰岩风化的影响;而与长江交接处的沉积物中碳酸盐含量平均为10%,显示长江主流有明显不同的沉积物来源。三峡大坝的建成蓄水,水位提高,使得碳酸盐含量低的红色粘土进入双龙镇段大宁河沉积,造成碳酸盐含量、稀酸可溶相常量元素含量急剧下降、沉积物的颜色发生显著变化。受到蓄水作用的影响,大宁河泥沙沉积速率大幅度提高,自2004年12月蓄水以来,大宁河双龙镇附近沉积物厚达10cm以上。 相似文献
9.
岩溶洞穴滴水环境监测研究进展 总被引:5,自引:2,他引:3
通过对已有成果的疏理总结,前人的洞穴滴水环境监测研究取得了以下几个方面的主要认识:(1)滴水的氢氧同位素组成虽然基本反映了大气降水的同位素构成,但由于洞穴上覆岩层厚度及裂隙的差异等,导致滴水对降水时间响应不同,滴水氢氧同位素变化存在多样性.(2)滴水化学组成主要受到水—土—岩—气之间相互作用影响,其中的溶解无机碳同位素及有机酸等还受到上覆植被类型以及密度的影响.(3)洞穴物理环境条件是决定洞穴滴水—沉积物中氧碳稳定同位素能否达到平衡分馏的重要因素.(4)由于滴水化学组成指示气候环境变化仍存在多解性和不确定性,需要将洞穴监测研究从洞穴内部扩大到洞穴上覆土壤、植被等中间过程,建立立体监测体系.(5)目前的洞穴环境监测仍缺乏不同自然条件下的综合对比研究,有待今后开展和加强. 相似文献
10.
重庆芙蓉洞上覆基岩、土壤元素分布特征及其对洞穴滴水水化学影响 总被引:11,自引:6,他引:5
通过对重庆芙蓉洞上覆基岩和土壤中元素分布特征以及表层岩溶泉水、土壤渗透水和洞穴滴水水化学特征的系统监测,发现Ca2+、Mg2+、Sr2+和SO42-在表层岩溶系统的基岩、土壤、水(土壤渗透水和洞穴滴水)三大载体的运移过程中发生了明显分异。Ca2+、Mg2+和Sr2+在基岩中平均质量比分别为239 949ppm、129 607 ppm和123 ppm,在土壤中分别为37 458 ppm、28 360 ppm和49ppm,土壤渗透水中分别为25.55 mg/L、11.04 mg/L和0.026 mg/L,而在洞穴滴水中分别为64.37 mg/L、37.87 mg/L和0.044 mg/L。Ca、Mg和Sr在土壤剖面中表现出明显的淋溶和淀积作用,其元素含量高低直接影响土壤渗透水元素含量;基岩的元素含量主导了土壤各层位、土壤渗透水及滴水中元素含量。不同滴水点的水其运移的路径、时间和环境条件不同,因此在利用洞穴次生化学沉积物元素地球化学特征来反映洞外环境变化时,需综合考虑各元素在岩-土-水中的分布迁移特征及其与环境因素的相互关系。 相似文献