南京汤山石笋高分辨率氧-碳同位素记录对气候事件的快速响应

根据南京汤山石笋高分辨率氧－碳同位素分析结果，讨论了50－40kaBP期间4个Dansgaard-Oeschger冷暖旋回的洞穴温度和地表植被的快速响应过程。研究发现，D－O暖事件时C3型植被丰度降低，指示了大气有效降水量的减少。石笋氧同位素曲线与格陵兰冰芯对比表明，东亚季风气候在数十年至百年尺度上与高纬极地气修变化基本一致，但石笋对冰漂碎屑事件H5标定的年龄比格陵兰冰芯提前20ka，由于定年方法不同，目前尚难确定两者气候事件的相位问题。     

石笋铀同位素组成对土壤环境变化的指示

通过测定南京葫芦洞两支石笋41个样品的铀、钍同位素组成,发现距今 75～18 ka期间洞穴石笋238U和δ234U0的变化与33°N夏季太阳辐射曲线、石笋δ18O曲线具良好的对比关系.洞穴上覆土壤带有机质丰度变化是控制石笋238U含量变化的主要因素,由此解释了石笋238U变化曲线与δ18O,同纬度太阳辐射曲线之间相位一致的原因,但水-土-岩之间238U迁移富集过程的复杂性导致238U与气候曲线在振幅上不完全一致;δ234U0指示了洞穴上覆土壤剖面成壤作用强度变化,较敏感地反映了本区下蜀黄土成壤作用与风成堆积过程.因此,洞穴石笋铀浓度及其同位素比率可作为新的洞穴气候环境替代指标.     

中国洞穴碳酸盐双重光性显微旋回及其意义

在透光－荧光显微镜下观察,中国的石笋显微沉积旋回界面大多具有“阳光－发光”两个两种光性,其中一部分石笋的两种光性微层能够一一对应。分析认为这类样品最适合进行平行生长石笋间的交叉定年,可能是最有利于发展石笋微层年代学和气候学的重要材料。     

盛冰期南京石笋δ18O与年纹层厚度的对比

根据南京葫芦洞一支石笋高精度^230Th年龄及纹层计数，建立年际精度时标．在21800～21180aBP时段内，石笋纹层厚度与δ^18O的良好相关性，支持纹层厚度反映夏季风降水效应的观点．两种代用指标提供了末次盛冰期持续620年的十年际分辨率季风降水信息．年纹层及δ^18O序列的功率谱分析结果表明全球冰量最大背景下十年-百年尺度的季风气候变化与太阳活动周期基本一致．     

末次盛冰期连续3 ka南京降水记录中ENSO周期

通过TIMS-U系测年和纹层计数年代学研究, 建立了18~14 kaBP南京汤山洞穴石笋纹层生长时间序列, 其中18179~14900 aBP时段年纹层生长速率提供了末次盛冰期东亚夏季风锋区年际降水变率信息. 经功率谱分析, 发现该时段存在显著的2~7年周期, 与现今季风降水记录中厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)周期相吻合, 进一步证实ENSO事件可以出现于盛冰期极端寒冷的气候边界条件. 石笋年生长速率的分段功率谱分析表明, ENSO周期的低频信号(4~7年)在18179~14900 aBP时段呈逐渐减弱的趋势, 支持ENSO事件的岁差旋回日辐射驱动模型. 然而, H1事件时ENSO周期信号的重现, 可能说明东亚冬季风的显著增强对El Niño事件具有激发作用.     

南京汤山溶洞石笋连续200ka古气候记录

对南京东郊汤山镇喀斯特溶洞(猿人头骨发现点)内的一支石笋进行了年代学、同位素地球化学和岩相学研究,获得了距今381～166 ka高分辨率古气候演变信息,为确定南京汤山猿人的生存时代和环境提供了基础资料.     

首次发现一种罕见形态的三水铝石-埃洛石(0.7nm)集合体

作者研究江西414矿风化残积型高岭土时,发现一种由极细弯曲管体组成的蠕虫状矿物集合体.多种检测表明,弯曲管体由三水铝石和埃洛石(0.7nm)组成.这种特殊形态的矿物集合体在国内外尚未见报道.     

全新世季风气候演化与干旱事件的湖北神农架石笋记录

基于湖北神农架山宝洞SB10石笋的14个²³⁰Th年龄和266个氧同位素数据, 建立了11.5~2.1 kaBP时段东亚季风降水序列. 该记录表明: 11.5~9.3 kaBP, 季风降水处于持续增长期; 9.3~4.4 kaBP, 该时段为降雨丰沛的湿润期, 4.4~2.1 kaBP, 该时段为降水较少的干旱期, 其长期演化趋势大体类似于北纬33°夏季日辐射能量曲线. SB10石笋δ¹⁸O记录揭示了4.3 kaBP前后季风降水突然减少, 反映了植被-大气-气溶胶对太阳辐射减少的正反馈效应, 该事件与4 ka左右中国新石器文化断层基本同步. 从早全新世平均分辨率20年的石笋降水记录中识别出8.2, 8.6, 9.3, 10.2和11.0 ka显著干旱事件, 可与格陵兰冰芯δ¹⁸O记录的降温事件进行对比, 反映了早全新世北半球低纬季风与极地气候受同一机制的驱动.     

过去224000年千年和轨道尺度东亚季风变化

已有研究表明,中国洞穴石笋高分辨率记录对了解亚洲季风气候驱动机制有巨大潜力。但由于缺乏最近两个冰期/间冰期旋回完整的高精度定年记录,特别是缺失了关于轨道尺度和千年尺度事件变化规律的关键部分,很难完整地理解季风成因机制。本文基于湖北神农架洞穴内石笋的精确同位素测试结果,建立了高精度U/Th年龄控制的22.4万年来高分辨率洞穴石笋同位素气候序列。结果表明亚洲夏季风强度变化具有强烈的岁差旋回特征（2.3万年周期）,在误差范围内与北半球65°N处7月21日太阳辐射曲线在强度和时间上基本一致,支持了季风变化直接响应于太阳辐射的假说。同时发现,叠加在最后两个冰期旋回中的千年尺度气候振荡频率具有相似性,与全球冰盖消长密切相关,证实了相关数值模拟结果。亚洲季风千年尺度事件定年准确,可以作为全球对比的标准。     

130 kaBP左右东亚季风突变过程的洞穴石笋记录

基于湖北神农架地区石笋(SB25)6个²³⁰Th年龄和472个氧同位素分析, 获得了133~127 ka时期十年际分辨率的δ¹⁸O时间序列. 该石笋δ¹⁸O时间序列记录了倒二冰期向末次间冰期转换时东亚夏季风降水强度变化的详细过程. 通过对石笋的精确定年, 确定终止点Ⅱ的年龄为129.5±1.0 ka, 证实了北半球太阳辐射是东亚季风冰期/间冰期转换的主要驱动力. 该石笋δ¹⁸O值在冰期/间冰期旋回中振荡幅度达4‰左右, 这在亚洲季风区洞穴记录中具有普遍性. 分辨率为十年际的δ¹⁸O曲线显示东亚季风在倒二冰期向末次间冰期转换时表现为4个阶梯式阶段, 其中“终止点Ⅱ停滞”后的季风降水突增与全球CH₄浓度突变同步.