我国岩溶地区两大类钙华的气候环境指代意义研究

近年来,钙华作为高分辨率的古气候环境重建记录日益受到国际的关注。然而,作为两大类钙华的表生和内生钙华因CO2来源和分压不同,它们的形成机理及其指代的气候环境意义也可能完全不同。以往的研究既未能对两类钙华形成机理的差异给予清晰的区分,又未能在利用钙华进行古气候环境重建时对钙华形成作"将今论古"的试验检验,因而研究结论可能是含混不清,甚至是错误的!本研究将在申请者20 余年钙华相关研究的基础上,利用水文地质学和地球化学等方法,对我国岩溶地区两大类钙华的形成机理和气候环境指代意义进行系统深入的创新性研究,力求在钙华沉积速率和碳氧同位素组成等气候环境代用指标的水动力控制、表面控制和CO2 转换控制及其条件,以及这些指标与气候(温度、降水)、人类活动(如土地利用)和新构造运动的定性或定量关系上取得突破,为利用钙华记录高分辨率辨析我国季风气候对全球变化的响应规律和可能的机制提供新的科学支撑。

近年来，钙华作为高分辨率(可达季节甚至天)的古气候环境重建记录日益受到国际的关注。然而，作为两大类钙华的表生和内生钙华因CO2来源和分压不同，它们的形成机理及其指代的气候环境意义也可能完全不同。为了揭示钙华沉积速率和碳氧同位素组成等指代指标的气候因素和非气候因素的控制机理，从2010年5月到2014年7月，采用野外采样和室内分析相结合的方法，对白水台、黄龙等钙华沉积点的水化学、沉积速率和钙华氧同位素进行现场监测和取样分析。结果发现：(1)水动力条件对钙华氧同位素组成有显著影响，快速流条件下形成的钙华其氧同位素组成受动力学效应影响明显；(2)即使处于同一气候背景下，不同沉积环境下形成的钙华其氧碳同位素组成的相关性和气候指代意义均可能完全不同；(3)沉积速率会影响钙华氧同位素组成，两者呈负相关关系；(4)快速流环境下的钙华碳同位素组成可用于重建当地的降雨量，而池子环境下形成的钙华的氧同位素组成可用于计算沉积时的温度。