中布容事件前东亚季风的神农架石笋记录

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1、第一章前言生于未来地球气候系统变化进程中。冈此，深入了解晚第四纪(特别是最近60多万年)气候变化规律及其动力学机制是研究人类参与条件下地球环境复杂系统的基础，是当今全球变化研究的重要组成部分。作为记录古气候和古环境的自然档案，洞穴次生碳酸盐具有以下特点：一、洞穴次生碳酸盐非常适合铀系测年。利用近代发展起来的TIMS和ICP．MS测年技术，在距今50万年的范围内，能够建立准确的绝对年代标尺：二、作为一种陆相沉积，洞穴次生碳酸盐从高纬到低纬，在全球的岩溶发育地区广泛分别，是深海沉积和冰芯记录的完美补充；三、由于方解石和文

2、行晶体自身的封闭性，洞穴次生碳酸盐在形成后层序清楚，不会发生层间扰动，并且由丁沉积在石灰岩洞穴中不受外界侵蚀，能够长时间保存。洞穴石笋是建立古气候时标的重要材料，U／Th定年是建立时标的基础。通过分析石笋铀钍组成检验实测Ufrh年龄(特别是老于50万年的材料)的可靠性，更好的理解岩溶系统的演化过程，进一步明确氧碳同位素的气候指代意义，从而建立有明确指代意义的古气候时标。国g,J夕b石笋研究成果充分说明了洞穴次生碳酸盐6180记录在解决古气候演变规律及其动力机制方面有着巨大潜力。尽管洞穴石笋具有高分辨率和商精度定年特征

3、，但由于单支石笋生长持续时间短(通常只有数万年、数千年，甚至儿百年)，给出的气候记录常为片断式气候信号，有研究者开始尝试石笋的拼接，但由于同一洞穴不同位置或同一区域不同洞穴石笋同何素会由于滴水通道、温度、纬度和海拔等众多冈素的影响而产生偏移，如何衔接这些记录目前似乎并没有明确的方案。生K时段跨越一个完整冰期间冰期的石笋并不多见。虽然美国内华达州Devils碳酸盐沉积记录了过去500KaBP．100KaBP冰期／间冰期旋回特征(Winogradeta1．，1992)，但受到部分学者质疑。近年来，利用石笋材料的东亚季风研

4、究取得了很人进展。邵晓华1博十通过研究同一区域不同洞穴石笋6180记录的拼接问题，实现了湖北神农架三宝洞石笋与南京葫芦洞石笋氧同位素记录的合成，从而获取了最近225Ka来完整的弧洲季风气候变化序列。并且利用225Ka以来石笋6180记录与其它记录千年尺度事什的对比，表明最后两个冰期内部的千年尺度振荡频率和幅度相似，认为千年尺度气候事件很可能贯穿于整个冰期气候，是冰期气候的固有特征。李明霞2硕士利用神农架石笋61SO记录的拼接，重建了倒数第四和第三冰期季风演化序列，将高分辨率亚洲季风强度变化序列在原有基础上延伸到418

5、KaBP左右，并与不同记录进行千年尺度事件的对比，显示了较好的相似性。从上世纪90年代千年尺度事件1太I；兀辐射驱动季风气候的年代学证据一一以中国神农架石籀研究为例．邵晓华，2006年2中更新世东弧季风轨道驱动和高频事件响廊．李明霞，2007年4第一章前高的研究至今，Wangeta1．(2001)对末次冰期的一系列千年尺度气候事件(Dansgaard—Oeschger旋回和冰漂碎屑事ft-)做了经典性研究，并已在众多地质记录中得到证实。董哥洞石笋{ilsO(Yuaneta1．，2004)和葫芦洞石笋6憾O(Cheng

6、eta1．，2006)提供了倒数第二次冰期末期的千年尺度振荡。最新的研究成果(Wangeta1．，2008)展示了东亚季风区最后两次冰期完整记录，其千年尺度事件具有较好的相似性。然而由丁测年技术精度的局限，对于更老时段(尤其中布容事件之前)的高分辨率地质记录并不多见，作者2005和2006年两次在湖北神农架三宝洞采集到了数支钿．笋，采用MC．ICP—MS技术测试年代，其中4支石笋生长时段处在中布容事什前，覆盖641．426KaBP时段，生长时段最长的一支石笋跨越十万年覆盖一个完整的冰期／间冰期旋回。本文拟在先前的研究

7、基础上把东弧季风演化序列记录延伸剑更久远的冰期。展示中布容事件前东哑季风轨道和千年尺度上的特征，并通过事件前后以及石笋记录与其它记录的对比，明确东弧季风不同尺度上的驱动机制。第三节研究思路和创新．本文的研究方法和思路(图1．1)是：根据神农架三宝洞4支石笋1112个氧同位素数据，在15个实测U／Th年龄的基础上利用7月21日65。N太阳辐射曲线调谐建立氧同位素时标。之后根据氧同何素时标建立碳同位素时标。具体工作(表1．1)如下：(1)野外采样与材料选取：神农架邻近黄十高原，是东弧夏、冬季风环流碰撞地带，可敏感地反映了

8、东亚古季风演化历史。洞穴石笋是重建占气候的理想材料，本文选择湖北神农架洞穴li笋作为研究对象。(2)U／Th定年和氧碳同位素采集与测试：238U一234U一230Th铀系不平衡法测定样本年代，采用MC—ICP．MS技术，测试仪器为Neptune。测试石笋样品氧碳同位素，测试仪器为FinniganMAT．253型质谱仪。(3)建立石笋时标：500