石笋微层物质组成的二次离子质谱初步分析及其气候意义

我国北方洞穴石笋中发育双重光性微层(透光微层和发光微层),两种微层可以相互对应,但也存在不相匹配的现象。运用二次离子质谱分析微层内物质组分,发现透光微层的浅色段含有相对丰度较高的Mg和Sr元素以及小分子有机质,而Ba和Fe及大分子有机质主要赋存于微层内暗色段,层内暗色物质包含有机质和粘土物质。微层物质组成和成因等方面的研究可以反映气候变化的高分辨率信息。     

石笋年层的影像特征

近年来，石笋微层作为高分辨率古气候研究代用指标已有较好的研究，众多研究者也都认为石笋中具有年层。石笋年层和树轮具有相似的性质，它们都有年层缺失（沉积间断）和伪年层（包括亚层、多年层和假象层）等现象，如何正确计数石笋年层是微层计数年代学的研究基础所在，也是利用石笋微层作为近２０００年来高分辨率（分辨率到年）古气候研究代用指标的基础。 如果石笋纵剖面上没有明显沉积间断，一般可断定其没有年层缺失，这样可用通过计数石笋的年层来确定石笋的年龄，以满足高分辨率古气候研究的需要。中国南方型石笋微层和北方型石笋微层具有不同的矿物组成光性特征和微层型式，其显微镜下影像特征不同，所以其计数方式又有所差别。     

甘肃武都万象洞石笋双重光性微层特征

自1993年Baker等利用高精度TIM S-U系法对Tartair洞一根全新世石笋的发光条带进行年代测定,并通过计数证明其为年生长层之后,石笋微层以其明确的年代学意义和气候环境变化指示意义,逐渐被成功地应用于古气候的定量重建;1995年在北京石花洞国内首次发现石笋微层后,我国学者也开始逐渐关注石笋微层气候学,并对其进行了全面和系统的研究.我国已观测到的石笋微生长层大致可分为"北方型"和"南方型"两种,其中"北方型',微层主要分布在东部地区,在北京石花洞、银狐洞、本溪水洞、南京葫芦洞、山东开元洞等地均已发现,但在我国西部地区尚未见石笋微生长层的报道.最近,笔者在2007年3月采自中国西部青藏高原和黄土高原过渡带万象洞(33019'N,105000'E;海拔1200m)中的一根石笋中发现了典型的"北方型"微生长层.     

北京石花洞石笋季节尺度地球化学旋回特征——以年层标定的纳米离子探针分析

北京石花洞石笋发育了典型的中国北方型石笋年层,年层层面具有双重光性[1],即在透光条件下表现为一阻光暗线,而在紫外光照射下表现为一发光亮线.研究表明,石笋年层层面的发光物质为有机质[2].通过洞穴观测,确认有机质(DOC)在雨季初期从土壤淋滤至石笋顶部沉积[3],而与之配合的是雨季碳酸钙沉积较少甚至不沉积[4],从而形成很薄的有机质发光条带.然而,石花洞石笋层面的发光亮线并不总是与阻光暗线位置重合,例如石笋TS9701,其发光亮线在两暗线之间也能单独出现[5],说明有机质(DOC)是透明的,并因此推测阻光物质(形成暗线)另有所属.曾经猜想暗色物质可能是粘土矿物,又因为粘土为含水硅酸盐矿物,所以我们曾经试图在雨季洞穴滴水中检出硅离子,但没有结果.高分辨高灵敏的原位分析仪器有可能解决这个疑问.     

石笋微层气候学的几个重要问题

气候动力和土壤过程的年季旋回造成石笋碳酸盐沉积不连续界面(如有机质)或矿物(如文石与方解石)、结构(如舒松层和致密层)交替转换从而形成了石笋微生长层,石笋微层不但为古气候时间序列提供了高分辨率的时间标尺,而且其本身的厚度变化在一定条件下也记录了气候变化,成为高分辨率的气候代用指标。石笋微层气候学就是在研究石笋微层与气候变化关系的基础上,采用石笋微层定年、利用石笋微层厚度变化定量重建气候历史的科学方法。现在国内外已经公布了数个石笋层厚时间序列,但序列的构成差距很大,而且有的序列已经受到质疑,因此有必要建立一个获取和提供数据的科学规范,以增加石笋微层重建气候工作的可信度,这是石笋微层气候学方法得以顺利发展首先要解决的问题。而在何种条件下气候能够成为影响石笋微层层厚变化的主导因素,可能是石笋微层气候学需要解决的基本问题。此外,文章还讨论了微层界面形成及碳酸盐沉积的时间、层厚曲线平底、层内虚假的灰度、伪年层和年层缺失、平行样品交叉定年的困难原因等石笋微层气候学必须回答的问题。     

川东北早全新世降水变化及其意义

岩溶洞穴沉积是研究古气候环境变化的重要地质材料[1-2]。可以高精度定年和高分辨率釆样的石笋为研究一些短时间尺度气候事件如厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)提供了重要信息,如Frappier等[3]发现中美洲伯利兹一支石笋碳同位素很好地记录了1971-2000年南方涛动指数(S0I)变化.     

北京石花洞石笋微层层面有机物质的形成时间及机理初探

通过对北京石花洞滴水水溶性有机碳(DOC)近一个水文年的观测,发现不同点滴水DOC浓度均表现出明显的季节性变化,7月中旬均有一个大的主峰出现。初步说明中国北方石笋微层的层面物质沉积于7月雨季,主要来源于大的雨量对土壤中有机质的淋溶;洞穴顶板较薄的滴水点在5月和8月有明显的DOC次峰,可能与石笋亚年层形成有关。     

云南赤土仙人洞石笋黑碳年纹层的发现及其意义

<正>早在1926年, Allison^[1]就报道了美国宾州Bear’s 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,     

甚年轻石笋的TIMS-230Th定年及其年层确定

自石笋微层古环境记录在我国于 １９９７年第一次报道以来,这一工作在国内迅速得到响应。但由于微层计时特性甚难确定,影响了这一工作的深入开展。研究表明,中国全新世石笋微层可大致分为南方型和北方型。１９９９年,谭明于中国云南宜良九乡溶洞风景区蝙蝠洞内采到一个接纳滴水正在生长的石笋(编号ＪＢＦ９９０１),高 １１０ｍｍ,顶部直径约 ４０ｍｍ,最大直径约 ７０ｍｍ。组成矿物主要为粉晶文石,白色微透明。石笋具有典型的中国南方型微生长层,即较厚的弱透光层与较薄的透光层互层旋回。同年,谭明又获得一个在１９９６年采于北京石花洞的正在生长石笋(编号ＬＳ９６０２),高１５５ｍｍ,最大直径８０ｍｍ,最小直径５０ｍｍ。     

洞穴石笋纹(壳)层构造类型研究

在大量大型石笋纵剖面观测研究的基础上,提出洞穴石笋成因形态分类,首次确立石笋纹(壳)层组合构造分类方案;阐明叠锥、叠柱、叠锥柱复合和叠锥柱彼此间夹复合等构造类型及类型中的拱凸、拱凹、水平、平凹等纹层(组)层面构造亚类的组成特征;指出有关构造类型和亚类是成笋时段洞顶滴水、滴流水水量和流态动态特征与过程的踪迹,纹(壳)层及其构造也是洞穴内外气候环境及洞穴(道、厅)地质、水文条件等制约因素的综合反映。