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石笋铀同位素组成对土壤环境变化的指示

科学通报 2002年第13期47卷 1022-1026页

作者：况润元汪永进张向华程海南京师范大学地理科学学院 Departmentof Geology and Geophysics Minnesota UniversityMN55455

通过测定南京葫芦洞两支石笋41个样品的铀、钍同位素组成,发现距今 75～18 ka期间洞穴石笋238U和δ234U0的变化与33°N夏季太阳辐射曲线、石笋δ18O曲线具良好的对比关系.洞穴上覆土壤带有机质丰度变化是控制石笋238U含量变化的主要因素... 详细信息

通过测定南京葫芦洞两支石笋41个样品的铀、钍同位素组成,发现距今 75～18 ka期间洞穴石笋238U和δ234U0的变化与33°N夏季太阳辐射曲线、石笋δ18O曲线具良好的对比关系.洞穴上覆土壤带有机质丰度变化是控制石笋238U含量变化的主要因素,由此解释了石笋238U变化曲线与δ18O,同纬度太阳辐射曲线之间相位一致的原因,但水-土-岩之间238U迁移富集过程的复杂性导致238U与气候曲线在振幅上不完全一致;δ234U0指示了洞穴上覆土壤剖面成壤作用强度变化,较敏感地反映了本区下蜀黄土成壤作用与风成堆积过程.因此,洞穴石笋铀浓度及其同位素比率可作为新的洞穴气候环境替代指标.

关键词：石笋铀同位素环境变化 δ^234Uo 土壤有机质太阳辐射气候代用指标古气候成壤作用

云南赤土仙人洞石笋黑碳年纹层的发现及其意义

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第四纪研究 2023年第1期43卷 310-311页

作者：江理渊李苗发王芳刘宏蔡炳贵福建师范大学地理科学学院碳中和未来技术学院福建福州350117 福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福建福州350117 云南大学国际喀斯特联合研究中心云南昆明650223 福建师范大学地理研究所福建福州350117

早在1926年,Allison[1]就报道了美国宾州Bears Cave石笋的层状生长特征;1960年,Broecker等[2]报道了美国加州Moaning Cave一个覆盖了人类股骨的钙华,该样品有1206个可识别的和200个被掩盖的环状韵律层,经放射性碳同位素定年,被认为这些... 详细信息

早在1926年,Allison[1]就报道了美国宾州Bears Cave石笋的层状生长特征;1960年,Broecker等[2]报道了美国加州Moaning Cave一个覆盖了人类股骨的钙华,该样品有1206个可识别的和200个被掩盖的环状韵律层,经放射性碳同位素定年,被认为这些韵律层为年层,可能反映了沉积方式的季节性变化;1993年,Baker等[3]通过微层计数与铀-钍定年,发现二者在误差范围内一致,首次验证了英国石笋荧光微层是年纹层,其发光强度可能与太阳黑子周期有关,并指出显微发光层可能是由上覆土壤的腐殖酸和富里酸的激发引起的。

关键词：太阳黑子周期年纹层石笋放射性碳同位素钙华韵律层误差范围富里酸

岩溶地区现代土壤与洞穴石笋中单甲基支链烷烃与烷基环己烷对比研究

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沉积学报 2006年第5期24卷 740-746页

作者：蒲阳黄俊华黄咸雨阮小燕崔景伟谢树成中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(武汉)资源学院武汉430074

利用GC-MS(气相色谱—质谱仪),对采自湖北清江流域和尚洞洞顶的土壤样品与洞内石笋样品进行分析,发现土壤中存在的七个系列单甲基支链烷烃在所有的石笋样品中均可以找到,呈现相似的分布模式,石笋中七个系列支链烷烃有可能来自洞穴滴水... 详细信息

利用GC-MS(气相色谱—质谱仪),对采自湖北清江流域和尚洞洞顶的土壤样品与洞内石笋样品进行分析,发现土壤中存在的七个系列单甲基支链烷烃在所有的石笋样品中均可以找到,呈现相似的分布模式,石笋中七个系列支链烷烃有可能来自洞穴滴水携带的土壤中的支链烷烃,但是也不能排除石笋原地生长的微生物的贡献。烷基环己烷的分布在土壤与石笋中呈现了相似的分布模式,但是主峰碳数有所变化,高碳数部分与低碳数部分的相对含量也发生了变化。主要原因可能是微生物选择性降解的结果,也有可能是土壤与石笋中微生物种类分布差异所造成的。本次研究初步显示了相对封闭稳定的洞穴沉积物与上覆土壤层中生物标志化合物的异同。

关键词：生物标志化合物单甲基支链烷烃烷基环己烷土壤石笋微生物

洞穴石笋沉积特征研究——以贵州荔波董歌洞4号石笋为例

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地球学报 2004年第4期25卷 459-466页

作者：林玉石袁道先张美良覃嘉铭程海王兆荣冉景丞国土资源部岩溶地质研究所岩溶动力学开放研究实验室广西桂林541004 美国明尼苏达大学地质与地球物理系同位素室美国mn55455 国家级茂兰喀斯特森林自然保护处贵州荔波558400 中国科技大学安徽合肥230026

在综合研究南方 2 0多个大型石笋纵剖面的基础上 ,以董歌洞 4号石笋为代表 ,论述石笋沉积特征与气候演化的对应性。 4号石笋从距今 14 7.838± 2 .6ka开始沉积以来 ,形成了 5 3个沉积纹 (壳 )层组 ,组成 2 4个亚旋回 ,构成 9个旋回 ,呈... 详细信息

在综合研究南方 2 0多个大型石笋纵剖面的基础上 ,以董歌洞 4号石笋为代表 ,论述石笋沉积特征与气候演化的对应性。 4号石笋从距今 14 7.838± 2 .6ka开始沉积以来 ,形成了 5 3个沉积纹 (壳 )层组 ,组成 2 4个亚旋回 ,构成 9个旋回 ,呈现韵律式旋回性沉积特征。石笋纹 (壳 )层组分、结构、叠复构造呈多级次旋回性很突出 ,其中沉积间断具普遍性、沉积速率具多变性 ,间断和速率变化级次亦明显。以系统测试和测年引证沉积特征的同时揭示 :①～⑨旋回间沉积间断时间累积达 75 .80 4ka ,占石笋形成时间的 5 1.2 1% ,①～⑨旋回实际沉积时间仅 72 .2 2 2ka ,占形成时间的 4 8.79% ;④旋回之前 ,沉积速率很小 ,最小仅 0 .36mm/ 10 0a ,比最大速率小 2 2～ 2 4倍 ,自⑤旋回起 ,沉积速率很大 ,最大达 39.0 3mm/ 10 0a ,是最小速率的 3.8倍。石笋沉积特征与气候环境演化的成生关系表明 ,石笋沉积多旋回性的纹 (壳 )层组、亚旋回、旋回与气候演化的气候期、阶段和旋回彼此对应 ,石笋沉积的多级次旋回及其变化就是气候演化的级次及旋回性转 (跃 )变时间 ,彼此同时显示。论证了石笋沉积的多旋回性与气候演化的不稳定性 ,及其彼此协调的宏观、微观综合表现特征。

关键词：石笋沉积特征气候演化多旋回性不稳定性贵州石笋

盛冰期数十年尺度东亚季风变化的洞穴石笋记录

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海洋地质与第四纪地质 2008年第4期28卷 43-49页

作者：谢燕汪永进姜修洋南京师范大学地理科学学院南京21009

据湖北青天洞和南京葫芦洞石笋9个230Th年龄和430个δ18O测试数据,建立了18.4～14.4kaBP平均分辨率7～8a的东亚季风时间序列。在共同生长时段(17.5～16和18.4～17.5kaBP),两个洞穴石笋给出了数十年尺度几乎完全一致的δ18O信号,证明了... 详细信息

据湖北青天洞和南京葫芦洞石笋9个230Th年龄和430个δ18O测试数据,建立了18.4～14.4kaBP平均分辨率7～8a的东亚季风时间序列。在共同生长时段(17.5～16和18.4～17.5kaBP),两个洞穴石笋给出了数十年尺度几乎完全一致的δ18O信号,证明了石笋δ18O记录可靠地反映了大尺度区域性季风环流及其水气同位素分馏变化。17.7和16.1kaBP左右,石笋δ18O值明显正偏,振幅达2‰,指示两次显著的弱夏季风事件,与北大西洋冰漂碎屑事件H1b和H1a同步发生,可视为东亚季风气候系统对北大西洋H1事件的一种响应,18.3～17.7kaBP期间,东亚季风区存在强季风降水事件,平均强度相当于Bφlling暖期的1/2,最湿润时甚至接近于Bφlling暖期降水强度,可能与北大西洋经向翻转环流的强度变化有关,这一强降水事件内部干湿旋回变化周期与Gleissberg太阳活动周期极为吻合。

关键词：石笋氧同位素季风降水数十年尺度盛冰期

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云南石林地区土壤侵蚀的石笋记录与现代观测

第四纪研究 2005年第2期25卷 170-175页

作者：蔡炳贵程海侯居峙刘宏王国安刘东生中国科学院地质与地球物理研究所 Department of Geology and Geophysics University of Minnesota Minneapolis MN 55455 USA Department of Geological Sciences Brown University Providence RI02912 USA 云南大学云南省地理研究所中国农业大学资源与环境学院

通过研究云南乃古石林地区的洞穴沉积物———石笋,结合土壤侵蚀观测结果,发现石笋中的每一个夹泥层代表一次地表快速剥蚀事件,进而讨论了土壤侵蚀事件在石林发育过程中的意义。结果表明:石林发育的自然过程之一是土体较长时期稳定、实... 详细信息

通过研究云南乃古石林地区的洞穴沉积物———石笋,结合土壤侵蚀观测结果,发现石笋中的每一个夹泥层代表一次地表快速剥蚀事件,进而讨论了土壤侵蚀事件在石林发育过程中的意义。结果表明:石林发育的自然过程之一是土体较长时期稳定、实现土下溶蚀,协同土壤阶段性的快速剥蚀过程,脉动式相对向上“生长”。石林地区全新世曾经历过数次快速剥蚀过程。

关键词：石笋土壤侵蚀石林成因

早全新世季风演化的高分辨率石笋δ^(18)O记录研究——以河南老母洞石笋为例

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沉积学报 2015年第1期33卷 134-141页

作者：张银环杨琰杨勋林殷建军黄帆任小凤赵景耀刘肖聂旭东西南大学地理科学学院三峡库区生态与环境教育部重点实验室重庆400715 西南大学地球化学与同位素实验室重庆400715

基于豫西老母洞LM2石笋8个高精度230Th年龄,449个氧碳同位素,建立了达十年际分辨率的8.2~10.9 ka B.P.亚洲季风变化的δ18O记录序列。老母洞石笋δ18O值最为偏负达-12.0‰,最偏正为-8.2‰,振幅达3.8‰。早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段... 详细信息

基于豫西老母洞LM2石笋8个高精度230Th年龄,449个氧碳同位素,建立了达十年际分辨率的8.2~10.9 ka B.P.亚洲季风变化的δ18O记录序列。老母洞石笋δ18O值最为偏负达-12.0‰,最偏正为-8.2‰,振幅达3.8‰。早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段内,河南西部老母洞石笋和东石崖石笋,陕西九仙洞C996-2石笋δ18O曲线揭示该时段内季风稳定,而中国南方的衙门洞石笋、三宝洞石笋和极地冰芯GRIP记录揭示该时段季风逐渐增强;同时季风达到顶峰的时期也不相同,进一步说明中国南北方早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段季风演变过程的差异,可能与中国南北方气候的响应机制有关。从早全新世平均分辨率10年的LM2石笋记录中识别出8.2 ka,9.5 ka,10.2 ka和10.9 ka显著弱季风事件,尤其是8.2 ka和9.5 ka事件。对比分析老母洞与已发表的高分辨率石笋δ18O记录发现:石笋所揭示的某些冷事件发生时间在亚洲季风区存在差异,主要表现在事件内部变化特征及趋势上。LM2石笋δ18O曲线并没有明显记录9.3 ka弱季风事件,而是在9.3~9.6 ka B.P.左右记录了一个弱季风事件,与DSY09(2009)、Y1、HS-4记录相似,表明在该时段内存在季风的减弱事件,但是氧同位素传输的复杂性,使其在南北方表现不同。此外,在LM2石笋δ18O的8.2 ka B.P.开始时段,氧同位素曲线阶段性下降,且变幅达3‰,与Zhang等研究万象洞石笋提出的"中国8 200阶段"吻合,表明中国北方地区的8.2 ka事件是阶段性的事件,而南方的石笋氧同位素记录揭示的8.2 ka事件并未表现出阶段性特征,其原因有待于更多北方高精度石笋记录来进一步研究。LM2石笋氧同位素记录进行功率谱分析发现:在短尺度上季风变化与太阳活动密切相关,这与近年来对早全新世极端气候变化研究的驱动机制是一致的,早全新世亚洲季风的演化与太阳活动变化引起的太阳辐射能量的变化和北半球高纬气候的变化状况有关。

关键词：石笋亚洲季风 δ18O 弱季风事件太阳活动老母洞

桂林响水洞6.00 ka B P以来石笋高分辨率的气候记录

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地球学报 2003年第5期24卷 439-444页

作者：张美良袁道先林玉石覃嘉铭章程程海中国地质科学院岩溶地质研究所美国明尼苏达大学地质与地球物理系美国mn55455

通过对桂林响水洞的石笋进行高精度的TIMS U系测年和C、O同位素分析 ,建立了中全新世 6 .0 0kaBP以来桂林地区高分辨率的古气候变化时间序列。石笋剖面的C、O同位素记录揭示 ,桂林地区中全新世 (6 .0 0kaBP)以来的季风气候变化 ,大致可... 详细信息

通过对桂林响水洞的石笋进行高精度的TIMS U系测年和C、O同位素分析 ,建立了中全新世 6 .0 0kaBP以来桂林地区高分辨率的古气候变化时间序列。石笋剖面的C、O同位素记录揭示 ,桂林地区中全新世 (6 .0 0kaBP)以来的季风气候变化 ,大致可分为 2个气候期 :6 .0 0～ 3.5 7kaBP为气候适宜期 ,显示东亚夏季风由强盛逐渐变为减弱的趋势 ,为气候温暖湿润期 ;3.5 7～ 0 .37kaBP为降温期 ,显示东亚夏季风减弱 ,冬季风增强以及气候的大幅度波动。在这一降温期 ,间夹多次短暂的温暖期。石笋同位素记录的研究结果表明 ,在 6 .0 0～ 0 .37kaBP间的中全新世———气候适宜期 ,δ18O值由偏负逐渐向偏正的变化趋势 ,反映东亚夏季风由强变弱 ,降雨由多变少 ,气温由高变低的变化趋势。

关键词：气候记录石笋 TIMS年龄桂林响水洞古气候变化时间序列

黔北洞穴石笋记录的末次冰消期至早全新世百年～十年际气候变化

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地理科学 2015年第6期35卷 773-781页

作者：姜修洋杨邦王晓艳何尧启段福才李志忠沈川洲福建师范大学地理研究所福建福州350007 福建师范大学地理科学学院湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福建福州350007 贵州民族大学旅游与航空服务学院贵州贵阳550025 南京师范大学地理科学学院江苏南京210046 台湾大学地质科学系台湾台北10617

通过黔北三星洞2支石笋(编号:SX3-a和SX14)的25个高精度230Th年龄(测年误差≤76 a)和740个氧同位素数据,重建了末次冰消期至早全新世(16.82±0.04~8.29±0.03 ka B.P.)平均分辨率达10 a的亚洲夏季风演变历史。无论在千年尺度还是百年尺... 详细信息

通过黔北三星洞2支石笋(编号:SX3-a和SX14)的25个高精度230Th年龄(测年误差≤76 a)和740个氧同位素数据,重建了末次冰消期至早全新世(16.82±0.04~8.29±0.03 ka B.P.)平均分辨率达10 a的亚洲夏季风演变历史。无论在千年尺度还是百年尺度,甚至是十年际气候事件上,三星石笋δ18O记录的季风气候与北高纬气候都存在耦合关系。然而,在波令-阿勒罗德(B?lling-Aller?d)时期,与格陵兰冰芯所记录的温度逐渐回冷的趋势相反,亚洲夏季风表现出逐渐增强的过程。太阳辐射能量的增加和越赤道气流的增强有可能是引起此时期夏季风增强的主要原因。在前北方期(11.7~9 ka B.P.)时,南极温度、大气CO2浓度和CH4浓度等在新仙女木(Younger Dryas,YD)结束后均达到最大值,而石笋δ18O记录表明在YD冷事件结束后,直到9 ka B.P.左右亚洲夏季风才达到最盛期。冰消期结束后,虽然太阳辐射能量已经达到高值,但直到9 ka B.P.之前,北美大陆仍然残留较大的冰盖,有可能对夏季风的增强起到一定的限制作用。另外,早全新世南极变冷同样有可能通过加强越赤道气流来影响夏季风气候。

关键词：冰消期前北方期黔北石笋百年~十年际尺度