黔南七星洞末次冰盛期以来石笋文石-方解石序列与东亚季风气候事件

On the basis of carbonate mineral analysis from Qixing cave, south Guizhou, China, carry out high precision MC-ICP-MS U-series dating and stable isotope analysis of speleothems to establish high-resolution speleothem isotope records since Last Glacial Maximum. According to the modern observation of the rock-cave water system, investigate the mechanism of the carbonate mineral formation in Qixing cave. Through an in depth comparison of the new achieved Aragonite-calcite sequence to the oxygen isotope records in east Asian monsoon region, probe the relation between these two proxies and their relevant climate. Analyzing the characteristic of the Aragonite-Calcite sequence in different time span, in order to discuss the linkage between the weak monsoon event and the Aragonite, test and verify the precipitation and its oxygen isotope variablity during H1 and LGM according to the modeling result. Finally, this project will give a new scene to understand the east Asian monsoon variability and its dynamic.

在碳酸盐矿物分析的基础上，对所获得贵州七星洞石笋进行U/Th精确定年和氧同位素分析，建立末次盛冰期以来的黔南地区石笋文石-方解石序列，填补东亚季风区洞穴石笋矿物相序列记录的空白。根据以围岩-洞穴滴水化学组成为中心的现代过程研究，理解七星洞矿物相变化的机理。通过新获得的七星洞文石-方解石序列记录与基于石笋氧同位素的亚洲季风强度变化的高分辨率序列对比，探讨石笋氧同位素信号与矿物相变化及其代表的气候条件之间的关系。比较文石-方解石序列不同时段的变化特征，探讨文石与弱亚洲季风事件的可能对应关系，检验针对H1事件和LGM期间东亚季风降水量与降水同位素的模拟结果，为进一步理解东亚季风的变化规律及其动力学机制提供新的视角。

以高精度绝对定年和高分辨率记录为特点的东亚季风区石笋氧同位素记录已经成为东亚季风强度的标尺，在全球气候变化研究中被广泛引用。然而水汽过程的复杂性和洞穴的特异性使得石笋氧同位素环境意义成为阿喀琉斯的脚踝，并且随着研究的深入逐渐暴露出氧同位素解译的弱点。近年来，东亚石笋氧同位素的环境意义的问题已经成为国际热点，研究者们分别从模拟、水汽组分分解、特殊时段的水汽源分析等等手段来尝试获取东亚石笋氧同位素记录的真正环境意义，从而帮助理解有关亚洲季风系统的深层次问题。. 理想的地理位置和得天独厚的洞穴条件赋予了黔南七星洞石笋独特的矿物相变化（文石-方解石）特征。项目通过X射线衍射（XRD）矿物定性与代用指标相结合的半定量方法以及高精度铀-钍年代框架构建七星洞末次冰期以来的文石-方解石序列，获取一条独立于氧同位素变化的“洞穴环境”曲线。通过曲线对比，特别是已知气候事件矿物序列的响应来验证经典的氧同位素记录，结果显示矿物序列与氧同位素记录整体上一致性较好，倾向于支持氧同位素变化指示东亚季风降水量强度变化的认识。该结果对模拟实验所得到的典型东亚季风区降水量与氧同位素变化不同步结论做出了有力的回应。同时，矿物相序列变化在全新世表现出很好的文石时段与Bond事件的强对应关系，但末次冰期的Heinrich事件反而表现并不突出，暗示了不同温度背景下文石-方解石的形成机理可能有所不同。项目发表SCI期刊论文2篇。