张美良 朱晓燕 吴 夏 张碧云 潘谋成

(1.中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部岩溶动力学重点实验室 桂林 541004;2.广西水文地质工程地质勘察院 广西柳州 545000)

0 引言

众多的调查研究已经证实了洞穴次生化学沉积物的稳定同位素组成提供了实用的大陆气候变化的替代指标记录(McDermott，2004;Fairchild et al.，2006;Lachniet，2009)［1-3］。洞穴次生化学碳酸盐岩沉积物中最常用的气候替代指标是δ18O，它能记录研究区(点)大气降水的δ18O变化，基于假定:①洞穴滴水δ18O值随当地雨水δ18O的变化而变化;②洞穴空气温度恒定;③现代洞穴沉积的碳酸盐岩(CaCO3)与滴水之间达到同位素准平衡(Hendy，1971)［4］。热带和亚热带地区的石笋δ18O记录主要反映降雨量(Neff et al.，2001;Matthews et al.，2003;Baker et al.，2007)［5-7］，然而，在高纬度地区，大气温度是主要的控制因素(Lachniet，2009)［3］。其他用来解释石笋中δ18O变化的控制因素包括:水汽源的变化(Cruz et al.，2005)［8］，季 风 强 度 的 变 化 (Wang et al.，2001)［9］和飓风着陆(Frappier et al.，2007)［10］。早期的研究表明，降雨和滴水稳定同位素之间的关系明显受洞穴特有的复杂因素的影响，如降雨从地表到洞穴滴水之间的稳定同位素信号产生的衰减程度，它由于洞穴上覆基岩厚度影响着含水层的滞留时间而造成衰减程度不同(Matthews et al.，1996;Ayalon et al.，1998;McDermott，2004;Fairchild et al.，2006;Lachniet，2009)［1，2，9，11-12］。而 Yonge 等［13］在北美地区不同洞穴中的不同监测点进行的滴水监测研究发现，作为渗流水流过或穿过洞穴之上的基岩时，由于渗流水或滴水受到均一化作用，降水中同位素的季节性信号被衰减直至完全平滑，这种均一化作用是由水流通过洞顶岩溶化的基岩时所经历的曲折通道所造成。Geode等［14］通过在澳大利亚的小型试验证实了滴水均一化现象。……