【摘 要】
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南京葫芦洞石笋末次冰期气候记录闻名于世,但至今葫芦洞未见全新世石笋,且缺失现代碳酸盐沉积,而与之处于同一气候条件下的安徽蓬莱仙洞却有丰富的现代沉积。对这两个洞穴沉积模
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南京葫芦洞石笋末次冰期气候记录闻名于世,但至今葫芦洞未见全新世石笋,且缺失现代碳酸盐沉积,而与之处于同一气候条件下的安徽蓬莱仙洞却有丰富的现代沉积。对这两个洞穴沉积模式差异的机理研究,有助于进一步理解和认识洞穴次生碳酸盐的沉积机制,对于石笋古气候记录的应用和代用指标的解译具有重要意义。本文通过对气候条件相似的葫芦洞与蓬莱仙洞洞穴环境、水文地球化学等指标近一个水文年的监测对比研究,探讨了葫芦洞缺失现代乃至全新世碳酸盐沉积的可能原因,进而讨论了两个洞穴沉积模式差异的机理。初步结论如下: 两个洞穴温湿度、洞内空气CO2浓度以及滴水阳离子浓度差异较小,甚至表现出葫芦洞应更加有利于滴水沉积的特征,难以解释葫芦洞缺失现代沉积现象;尽管两洞穴滴水速率存在明显差异,但水化学分析反映滴率并非导致两个洞穴沉积模式差异的主要因素。两种饱和度计算方法均发现,葫芦洞滴水方解石饱和度指数始终大于零,与蓬莱仙洞滴水的饱和度近似,表明滴水方解石饱和度也并非葫芦洞缺失现代沉积的因素。 监测结果显示,葫芦洞滴水的SO42-和Cl-含量分别是蓬莱仙洞滴水中的6.3和8.3倍,已有研究及实际模拟试验结果表明,“盐效应”很可能是南京葫芦洞缺失现代碳酸盐沉积的一个重要原因。葫芦洞与蓬莱仙洞滴水沉积过程中盐效应作用大小的不同,可能是导致两个洞穴沉积模式差异的重要因素。 葫芦洞和北京石花洞石笋年层对比分析发现,两洞穴微层类型相似,暗示它们很可能具有相同的沉积模式,据此推测葫芦洞全新世以前洞穴常年滴水不断,虽然岩石条件决定的水化学与现在类似,夏季不沉积,但可于冬季有滴水、SO42-和Cl-较低时沉积。 目前中国许多洞穴由于缺乏现代沉积致使沉积形态逐渐老化,本文的分析方法和结果对理解其中的原因机理具有一定意义。
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