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本文回顾了全球变化研究和钙华在古环境重建中取得的成果,同时指出钙华在恢复和重建西北地区和青藏高原古气候环境研究中具有重要的意义,但这样的研究尚是空白。钙华是记录古气候环境信息的良好载体,并有独特的优势:①分辨率高,可达到季-月的高分辨率。②可精确定年,灵敏度高。③沉积厚度大,时间跨度大(与黄土相当)。④在西北地区,钙华沉积时陆源碎屑(如黄土)随气候变化周期性混入,更丰富了气候代用指标。 本文是基于岩溶与环境关系的理论,目的和意义在于了解冰凌山钙华沉积成因过程和变化规律,明确岩溶中常用气候指标在西北地区钙华中的适用性和具体意义,并着力于探索一些新的气候代用指标。文章在充分了解地质背景的前提下,对冰凌山钙华的水化学、碳氧同位素和稀土元素作了研究分析,从而取得以下成果: 1.冰凌山钙华产生的原因是水中大量CO2释放,致使CaCO3过饱和沉积而成,可用化学式表示它的形成过程:Ca2++2HCO3-(?)CaCO3↓+CO2↑+H2O。泉水受CaCO3沉积作用影响,其中Ca2+沿溪流迅速减少,其他离子含量变化不大。 2.利用地热增温原理估算得出,冰凌山泉水循环深度为640m。冰凌山泉水来自的含水层与钻井ZK10揭露的含水层岩性一致,主要为砂砾岩、砂砾夹粉砂岩、粉砂岩等。 3.冰凌山泉水中含有大量CO2,CO2分压高达59238.60Pa。受CO2的影响,泉水的δ18O值显著亏损,平均为-11.81‰。 4.冰凌山钙华CO2为深部地热来源,故为地热成因类钙华。钙华δ13C值平均为11.04%o,明显偏高,原因是地热来源的CO2本身就具有较高的δ13C值(-2~-6‰),以及沉积的CaCO3沿溪流进一步发生重碳富集。 5.与云南白水台及桂林试验场钙华相比,冰凌山为纯地热成因,白水台以地热成因为主,混入了部分生物成因的CO2,桂林试验场则主要为生物成因。地热成因类型的钙华δ13C值较高,为正值,生物成因类型的钙华δ13C值较低,为负值。 6.从钙华的结构特征、文石和Sr的含量可以判别沉积时的流水状态。对新