长江中游洞穴石笋的环境磁学记录及其对古气候变化的响应

本项目选择长江中游具有准确定年和丰富古气候资料的三个溶洞内石笋开展环境磁学研究，通过高密度取样和详细的环境磁学测试，综合分析不同洞穴、不同时间段石笋的多个环境磁学参数与其它气候指标的对应关系，探讨其古气候响应的普遍性以及敏感性，同时结合石笋的电镜分析和地球化学分析，了解石笋中磁性矿物特征及其与上覆基岩、土壤及洞穴滴水间的关系，分析石笋中磁性颗粒来源，探讨石笋环境磁学参数变化的机制；在此基础上讨论环境磁学参数对气候的响应过程。本研究不仅可扩宽环境磁学的研究领域，更是寻求石笋气候记录新指标的积极尝试，具有较强的开创性和探索性。

本项目对长江中游和尚洞HS4石笋和无底洞WD1石笋开展了详细的岩石磁学研究。获得了其中磁性矿物的种类、浓度及粒度变化信息以及磁性颗粒的空间分布特征，发现石笋磁化率各向异性特征受石笋中方解石晶体的生长方向控制，最小磁化率主轴垂直于石笋生长纹层面。等温剩磁各向异性特征指示石笋中亚铁磁性颗粒的空间分布主要受地球磁场方向控制，与石笋生长纹层的产状无关。HS4石笋的剩磁参数ARM/SIRM响应区域降水状况，指示6.0kaB.P.和3.5kaB.P.前后长江中游地区气候干燥，古文化层遗址往往分布于海拔较低的地带；而在7.0-8.0 kaB.P.和3.0-0.5kaB.P.期间该区非常湿润，文化层分布在海拔位置较高的区域。本项目的研究结果显示石笋无论在地球磁场的长期变化研究还是古气候、古环境研究中均具有很大的潜力。