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鱼耳石是硬骨鱼类体内起听觉和平衡作用的生物碳酸盐矿物,其微化学组成可以示踪鱼类的洄游和水环境的变迁。本文选取现代青海湖裸鲤耳石和鸟岛附近挖掘到的古代青海湖裸鲤的鱼骨和耳石为研究对象,利用现代微耳石的微化学组成示踪其洄游行为;通过对比古代和现代微耳石的微化学组成,探讨了青海湖湖面变化和湖水化学的演化趋势。利用LA–ICP–MS获得了现代青海湖裸鲤微耳石中的微量元素组成的时序变化,发现Li/Ca和B/Ca与Sr/Ca的变化基本一致,它们均可以示踪青海湖裸鲤的洄游行为,这是由Li、B、Sr具有相似的地球化学行为决定的。Na、K、P作为鱼体的营养元素,受到鱼体生理作用的影响显著,因此微耳石的Na/Ca、K/Ca、P/Ca比值不适合示踪鱼类的洄游行为。Mg/Ca和Ba/Ca比值的变化可能受到水环境变化和鱼体生理作用的共同影响,在一定程度上也可能示踪鱼类的洄游。Fe/Ca和Mn/Ca比值的时序变化保持一致。通过精准的高分辨率离子探针(SHRIMPⅡ)和激光剥蚀多接收器等离子体质谱仪(LA–MC–ICP–MS)分别获得了青海湖裸鲤微耳石轮纹中的O–Sr同位素组成。通过分析研究发现,微耳石成长带中较低的δ18O记录了青海湖裸鲤春夏时期所洄游的河流的化学信息,将之与Sr同位素组成相结合,明确指示了多数个体可能更倾向于固定的河流产卵的洄游习性。根据挖掘于鸟岛附近古代青海湖裸鲤鱼骨和耳石的AMS–14C年龄推断,这些青海湖裸鲤生活在距今300-680年左右,与埋藏裸鲤残骸的上层沉积物的光释光年龄(230-420年左右)相吻合。结合两种独立的测年结果可以确定,这些古代青海湖裸鲤生活在小冰期期间,即我国历史的明朝时期。通过对比古代和现代青海湖裸鲤微耳石的微化学组成,结果发现(1)古代青海湖裸鲤的微耳石具有较高的δ18O值(1.76±1.03‰),高出现代微耳石(–4.82±0.96‰)约6‰,这是古代青海湖裸鲤生活的残留湖经历了强烈的蒸发浓缩和自生碳酸盐沉降,湖水富集18O的结果;与之相反,古代青海湖裸鲤的微耳石具有较低的δ13C值(–10.06±0.41‰),比现代微耳石(–4.05±1.35‰)低了约6‰,这可能与湖水中自生碳酸盐沉淀、有机物的降解,或者/和在浅水环境下食物来源的变化有关;(3)古代青海湖裸鲤微耳石的Mg/Ca、Li/Ca、B/Ca和Ba/Ca比值明显或部分高于现代微耳石,这是因为Li、B、Mg具有相对保守的地球化学行为,在残留湖与主湖分离后,能够在湖水中不断富集;与之不同,古代与现代青海湖裸鲤的微耳石都具有低且均一的Sr/Ca比值,这是由自生碳酸盐的沉淀导致的湖水中低而均一的Sr/Ca比值的直接表现;古代与现代微耳石中Ba/Ca比值的略微差异,可能与鱼体对Ba的营养摄取或Ba元素在湖中的富集有关。根据古代和现代青海湖裸鲤微耳石表现出的元素的富集或亏损现象,结合鱼骨残骸产出的位置和时代,由此推断,青海湖在小冰期时曾有过一个高湖面,当时的湖泊水位比现在高8米左右,其面积比现在至少大5%。根据古代鱼耳石微化学组成可知,如果青海湖没有大量的淡水输入和交换,在强烈的蒸发浓缩和自生碳酸盐沉淀作用下,水中将继续富集18O、Mg、Li、B、Ba元素,而亏损13C和Sr。本文有关青海湖裸鲤耳石微化学和环境示踪的研究,使我们对青海湖裸鲤这一珍贵鱼类的洄游习性有了进一步的认识,也为小冰期期间青海湖水位状况,以及青海湖湖水化学演化研究提供了全新的视角。