【摘要】：七星洞地處云貴高原,具體位于其東南緣同廣西桂北地區(qū)丘陵接壤的斜坡帶上,屬于云貴高原中的巖溶峰叢洼地,該地區(qū)同時受到印度季風(fēng)和東亞季風(fēng)的雙重影響,是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),也是利用洞穴次生碳酸鹽研究全球變化及區(qū)域響應(yīng)關(guān)系很理想的區(qū)域位置。本文選用貴州七星洞石筍QX-3作為研究對象,通過提取石筍QX-3的灰度照片,獲得了其灰度變化曲線,觀察了微觀礦物晶體的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征,研究了造成七星洞石筍灰度變化的驅(qū)動機制;基于其16個230Th年代結(jié)果和1403個碳氧同位素測試結(jié)果重建了過去2300年來該區(qū)的δ13C序列與δ18O序列;對比分析灰度和同位素變化特征,探討了石筍記錄的近2300年來亞洲季風(fēng)的演變過程,;通過對石筍QX-3與董哥洞石筍DA的d18O時間序列的原始數(shù)據(jù)進行集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EEMD)分析,探究石筍氧同位素記錄的不同時間尺度的氣候波動特征,及控制該氣候周期特征的主要驅(qū)動因子。獲得了以下認識和結(jié)論:1)七星洞石筍QX-3的灰度變化主要反映了方解石晶體中孔隙和雜質(zhì)的多寡,與石筍沉積環(huán)境的變化有關(guān),亦可作為一個替代指標對古氣候和古環(huán)境進行重建,能夠?qū)ζ渌弥笜诉M行佐證。δ13C序列與δ18O序列及灰度序列呈顯著正相關(guān),表明該洞穴石筍的灰度和碳、氧同位素受控于相同的環(huán)境因子的影響,一致記錄了研究區(qū)氣候變化特征,2)七星洞石筍QX-3過去2300年石筍δ18O的變化特征主要表現(xiàn)為:在100~200a,600~800a,1500~2000a三個時段內(nèi)顯著偏正,表示氣候相對干旱;在400BC~100a,200~600a,800~1500a三個時段內(nèi)δ18O相對偏負,指示氣候相對濕潤。石筍δ13C和石筍灰度記錄與δ18O記錄的變化一致,進一步確認了這些時段的氣候和環(huán)境變化特征。3)功率譜分析顯示石筍QX-3的δ18O序列具有顯著的24~18 a和14 a周期,與亞洲季風(fēng)強度變化有關(guān);24~18 a和14 a周期成分與樹輪14C周期有很好對應(yīng),為太陽輻射驅(qū)動亞洲季風(fēng)氣候變化提供又一重要證據(jù)。4)萬象洞、黃爺洞、和尚洞、董哥洞和七星洞的δ18O年代序列曲線對比顯示,鄰近洞穴最近2000年δ18O記錄均在部分時段存在一定差異。即使洞穴所處地理位置相距不遠(如萬象洞與黃爺洞、七星洞與董哥洞),這種百年至數(shù)十年尺度上變化的差異仍然存在,表明季風(fēng)氣候影響下的降水分布模式,在歷史時期存在一定的變化,不同區(qū)域分布的范圍以及降水變化趨勢的關(guān)系均存在變化,可能指示了降水對季風(fēng)變化響應(yīng)的區(qū)域差異。5)七星洞與董哥洞石筍記錄δ18O值EEMD分析結(jié)果對比表明:兩洞穴石筍氧同位素記錄在34~50年,62~84年時間尺度上具有很好的一致性,與太平洋年代際濤動(PDO)相對應(yīng),說明在年代際時間尺度上受同一外界強迫因子控制,主要是由太陽活動變化控制PDO正、負相位轉(zhuǎn)換,從而造成的亞洲季風(fēng)強度的變化,最終引起區(qū)域降水量的多寡,說明七星洞石筍與董哥洞石筍在記錄季風(fēng)氣候波動與響應(yīng)太陽活動變化方面具有較好的同步性。
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【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(地球環(huán)境研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P532

【參考文獻】

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本文編號：2350924