洞穴石笋已成为继海洋、冰芯、湖泊及黄土之后,当今地学界最为关注的古气候信息载体之一,由于其分辨率高、可提取的信息参数多,时间跨度较长,在重建年际及季节时间尺度的气候和环境变化上,具有其他地质记录无法替代的优势。用洞穴化学沉积物进行古气候研究,已经在世界范围内开展,在理论和应用方面都取得了丰硕的研究成果。本文以地球系统科学为指导,以岩溶作用对环境的敏感性为基础,对洞穴化学沉积物记录的环境信息进行提取,从石笋稳定同位素气候环境指标入手,对重庆及周边地区51.3～37.8ka BP的气候-—环境进行多指标解译,重现环境的变化过程。本文以重庆金佛山羊口洞JFYK7石笋为研究对象,利用高精度TIMS-U系测年及碳氧同位素记录,建立该地区MIS3早期(51.3-37.8ka BP)高分辨率的古气候变化时间序列,以揭示该区气候变化的规律性,探讨东亚季风及西南季风的相互影响及其演变格局,为西部开发的持续发展和全球岩溶生态系统的对比提供科学依据。本文选取JFYK7距顶部24.1cm的一段进行研究,该段石笋U含量整体较高,含量变化于5.8ppm～12.4ppm之间,平均为10ppm,获得了9个平均误差为±161a的高精度U/Th年龄数据。在高精度年代序列基础上,通过477组氧、碳同位素数据建立了深海氧同位素3阶段(MIS3)早期51.3～37.8ka BP期间东亚夏季风演化时间序列。在发育时段,石笋JFYK7的δ180变化范围为-5.96%o～-9.47%o,振幅为3.5%o,通过与同时段的广西、贵州洞穴石笋的氧同位素值比较,发现JFYK7石笋的氧同位素值普遍变轻或偏负,却比云南小白龙洞XBL-1石笋偏正-3%o,说明西南季风作用对重庆地区的影响较东南季风大。从中可以识别出6个明显的618O值正偏事件和6个负偏事件,曲线整体呈现出“六峰六谷”形式。参照格陵兰冰芯记录DO事件起始年龄、持续时间长短、振幅等特征以及与H事件关系,标出石笋818O记录的H事件(H4和H5)和DO事件(D08-13)。区域对比表明,同一季风区的羊口洞、永兴洞和葫芦洞石笋818O指示的季风降水同位素组成具有本质上一致性；高低纬记录对比显示,千年尺度的峰谷变化一一对应,千年尺度818O峰谷变化与高纬冰芯记录的Dansgaard Oeschger (DO)事件一致,反映热带辐合带(ITCZ)水汽传输能力、平均位置变化对东亚季风和高北纬气候具有重要影响。H4、H5事件在不同地质记录中发生的时间各有不同,越到早期,不同资料给出的H事件出现时间差别越大。同为石笋记录的Hulu-MSL、云南小白龙洞XBL-1和永兴洞YX51均表明H4事件最冷发生在39.3ka BP,分辨率更高的JFYK7记录的H4事件最冷发生在39.2ka BP,在测年误差范围内基本一致。H5事件时段两个实测年龄点和更高的分辨率,证实JFYK7石笋标定的H5事件最冷时间48.1Ka BP更为精确。通过对碳同位素在羊口洞洞穴系统植被-土壤-基岩-洞穴滴水运移过程的研究,初步得出613c在植被-土壤-洞穴滴水的运移中逐级富集,基岩溶解等非气候信息对石笋沉积物碳同位素的影响不大。利用现代观测进一步证实了洞穴沉积物的碳同位素在适当条件下可以作为反映洞穴上覆植被变化的有效工具。并与氧同位素信息的结合,发现在某些季风强盛时期(DO11、 DO12后期和DO13a)石笋的δ13c主要通过“溶蚀效应”响应于气候变化；而在季风减弱时期δ13C更能反映C3/C4型植被丰度的变化。轨道尺度上太阳辐射的变化是地球气候的起博器,太阳辐射对气候变化有着重要影响。东亚季风气候的强度和发生时间直接响应于65°N太阳辐射,说明东亚夏季风强度与时间可能独立于北半球冰量变化。同时,功率谱分析已表明碳氧同位素分别存在2273年和4500年的周期,这与DO旋回的1470年周期和全球大洋混合速率(温盐环流)周期1500年有着一定的关联,说明北大西洋温盐环流(THC)可能在一定程度上影响东亚季风气候的变化。