基于热电离质谱铀系定年与氧同位素对比的古气候研究.pdf

第3 5 卷第4 期中国矿业大学学报 V 0 1 ．3 5N o ．4 2 0 0 6 年7 月J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g yJ u l ．2 0 0 6 文章编号1 0 0 0 一1 9 6 4 2 0 0 6 0 4 一0 4 4 7 一0 7 基于热电离质谱铀系定年与 氧同位素对比的古气候研究 朱术云1 ， 1 ．中国矿业大学 2 ．中国科技大学 彭子成2 ，姜振泉1 ，刘桂建2 资源与地球科学学院，江苏徐州2 2 1 0 0 8 ； 地球和空间科学学院，安徽合肥2 3 0 0 2 6 摘要为了研究过去全球变化在我国高海拔低纬度地区的变化规律，在高精度、高分辨率热电离 质谱铀 T I M 孓U 系定年和氧同位素基本原理的基础上，以贵州都匀七星洞一石笋为例，建立了 4 3 ．6 3 ～1 2 ．4 3k aB ．P ．期间古气候变化的时间序列．石笋艿1 80 记录与生长率对比研究表明此 阶段都匀地区经历了暖湿一冷干_ 暖湿的3 个阶段气候演变趋势，反映了受西南季风与东亚季风 双重影响的相互作用过程．得出了中国西南地区石笋碳酸盐艿1 8o 值与其降水及全球变化的对应 关系，即全球变暖一西南地区年降水艿1 8 0 值偏轻一石笋占1 8 0 值偏负；全球变冷一西南地区年降 水艿1 8 0 值偏重一石笋8 1 8 0 值偏正．这既与全球古气候变化波动基本一致，同时也具有地区性的 气候特点． 关键词热电离质谱铀系；生长率；氧同住素；古气候 中图分类号P5 9 7文献标识码A S t u d yo ft h eP a l e o c l i m a t eB a s e do nt h eC o m p a r i s o nB e t w e e n T h e r m a lI o n i z a t i o nM a s sS p e c t r o m e t r yU r a n i u m S e r i e sD a t i n ga n dO x y g e nI s o t o p e s Z H U S h u y u n l ，P E N GZ i - c h e n 9 2 ，J I A N GZ h e n - q u a n l ，L I UG u i - j i a n 2 1 ．S c h o o lo fR e s o u r c ea n dE a r t hS c i e n c e ，C h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g y ，X u z h o u ， J i a n g s u2 2 1 0 0 8 ，C h i n a ；2 ．S c h o o lo fE a r t ha n dS p a c eS c i e n c e ，U n i v e r s i t yo fS c i e n c e a n dT e c h n o l o g yo fC h i n a ，H e f e i ，A n h u i2 3 0 0 2 6 ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt oa n a l y s et h er e g u l a t i o no fp a s tg l o b a lc h a n g e si nt h el o wl a t i t u d ea n dh i g h e l e v a t i o nr e g i o n ，b a s e do nt h ef u n d a m e n t a lo ft h eh i g hp r e c i s i o na n dh i g hr e s o l u t i o nt h e r m a li o n i z a t i o nm a s ss p e c t r o m e t r yu r a n i u m T I M S - U s e r i e sd a t i n ga n dt h eo x y g e ni s o t o p e s ，t a k i n ga s t a l a g m i t ef r o m 、Q i x i n gC a v ei nG u i z h o uP r o v i n c ef o re x a m p l e ，at i m es e q u e n c eo ft h ep a l e o c l i m a t i cc h a n g e sw a se s t a b l i s h e df r o m4 3 ．6 3k aB ．P ．t o1 2 ．4 3k aB ．P ．．Ac o m p a r a t i v ea n a l y s i so f 艿1 8Oa n dt h eg r o w t hr a t e ss h o w st h a tt h ec l i m a t i cc h a n g e si nt h i sp e r i o di nD u y u na r e ah a v ea c h a n g ec y c l ef r o mw a r m w e tt oc o l d d r ya n dt h e nw a r m ～w e ta g a i n ，w h i c hi n d i c a t et h a tt h eE a s t A s i am o n s o o na n ds o u t h w e s tm o n s o o na r ec o u p l i n gi nt h i sa r e a ．T h ec o r r e l a t i v er e l a t i o nb e t w e e n 占1 8Oi nt h es t a l a g m i t ea n dt h ep r e c i p i t a t i o na n dg l o b a lc h a n g e sw a so b t a i n e di nt h es o u t h w e s ta r e ao fC h i n a ，n a m e l y f r o mg l o b a lt e m p e r a t u r er i s i n gt ot h e8 1 8Oi nt h ep r e c i p i t a t i o nt u r n i n g 收稿日期2 0 0 5 一0 6 一0 7 基金项目国家自然科学基金项目 4 0 4 7 3 0 0 6 作者筒介朱术云 1 9 7 5 一 ，男，安徽省灵璧县人，博士研究生，从事地质工程方面的研究． E ．一m a i l s h y z h u q i a o 1 6 3 ．t o mT e l 0 5 1 6 8 3 1 5 1 4 0 5 万方数据 4 4 8 中国矿业大学学报第3 5 卷 l i g h t ，a n dt ot h e 艿1 80i nt h es t a l a g m i t et u r n i n gl o w ；f r o mg l o b a lt e m p e r a t u r ed r o p p i n gt ot h e 艿1 8Oi nt h ep r e c i p i t a t i o nt u r n i n gw e i g h t 。a n dt ot h e 艿1 80i nt h es t a l a g m i t et u r n i n gh i g h ．T h er e s u i t sc o i n c i d e sw i t ht h ef l u c t u a t i o no ft h eg l o b a lp a l e o c l i m a t e ，a n da l s oh a sc h a r a c t e r i s t i co ft h e r e g i o n a lc l i m a t e ． K e yw o r d s t h e r m a li o n i z a t i o nm a s ss p e c t r o m e t r yu r a n i u ms e r i e s ；g r o w t hr a t e s ；o x y g e ni s o t o p e s ； p a l e o c l i m a t e 2 0 世纪8 0 年代末到9 0 年代初发展起来的高 精度、高分辨率热电离质谱铀 T I M S - U 系测年技 术比以前的a 谱仪和加速器质谱 A M S 1 4 C 测年 技术具有更大的优越性[ 1 。7 ] ．经过这些年来的不断 研究探索，国内外已经初步建立了洞穴化学沉积物 稳定同位素8 值和气候一环境变化的关系．洞穴化 学沉积物在古环境重建方面所取得的成果[ 8 ‘1 引，在 很大程度上是以稳定同位素为基础完成的，而氧同 位素是当前洞穴化学沉积物古环境重建中最重要 的气候代用指标．采用高精度的定年和高分辨的信 息提取方法，利用洞穴岩溶石笋样品进行定年和氧 同位素测定，可得出石笋生长期间的成洞历史和温 度变化曲线[ 15 。”] ，以期和湖泊沉积物、冰芯、黄土等 环境信息载体进行对比研究，这有助于我们对过去 全球变化及环境演化的了解，并能较好地预测未来 气候和环境变化的趋势．本文在热电离质谱铀 T I M S - U 系测年和氧同位素代用指标基本原理 的基础上，以贵州七星洞一岩溶石笋为例，开展了 高精度定年和高分辨率的氧同位素古气候研究，得 出了这一信息载体所反映的环境古气候记录． 1 基本原理 1 ．1 热电离质谱铀系定年基本原理 铀的天然放射性同位素主要有2 3 8 U 和2 3 5 U ，它 们所产生的衰变系列包含许多不同元素的放射性 同位素．在正常的地质过程作用下，这些铀的子体 与它们的母体分离开来，而且各子体之间也彼此分 离开来．由于铀的各子体地球化学性质不同，从而 使这类过程能把衰变链断开．利用这种铀系衰变链 放射性不平衡向永久平衡过程来定年的方法就是 铀系不平衡定年法． 由文献[ 1 8 ] 可得如下2 个公式 ／2 3 4TT 、 责吾 一1 7 0 一1 e _ 1 一‘， 1 哿 A 划一k 哟 o ‰ y 0 1 e - 1 2 3 4 ‘一e - 1 2 3 0 ‘ ， 2 式中％一 蒜 为样品的初始蒜放射性比 值； 可z 3 0 T h 。和 哿 。为样品现在的放射性比 值；t 为样品年龄，A 。扪A 。。。分别为2 3 4U 和2 3 0 T h 的衰 变常数． 利用式 1 ， 2 联合求解，就可以用迭代法获 得在不知道样品初始2 3 4 u ／2 3 8 U 放射性比值即y 0 的情况下所测的样品年龄，这是求解样品铀系年龄 的一般公式．但对于热电离质谱铀系而言还需对该 年龄公式作些变换，因为所用仪器测得的是同位素 的原子个数比．E d w a r d s 等[ 1 。2 1 将上述2 个公式中 的放射性比值转换成原子比值，推导出了如下适合 于热电离质谱仪测定计算的年龄公式． ，一 急 哥 N 一小‘ 0 ‰ 掣[ 1 一e - 0 1 2 3 0 - - 2 3 4 t ] ， 3 10 0 0 。一 。7 、～ r ／塑＼] 式中6 2 3 4 u o 一I 潜一l ㈣。， L ＼2 3 8 U ／。。 j 蒜 为达到久期平衡的原子个数比值． 、 u ／e q 从式 3 可以看出，只要用质谱仪测定出样品 理在原子个数的比值 可2 3 0 T h N 和 哿 N 就可以 现在原子个数的比值 而 和 蒜 就可以 通过计算机迭代法计算出样品的年龄t ． 1 ．2 岩溶洞穴沉积物氧同位素 艿1 8 0 基本原理 从岩溶水氧同位素组成的地球化学循环过程 来看，影响岩溶水艿1 8 0 变化的主要因素是大气降 水．降水的艿”0 值变化可以保存在石笋的氧同位 素记录中，并且降水艿1 8 0 值与石笋中的6 1 8 0 值呈 正相关．而降水的艿”0 值组成本身受温度效应、纬 度效应、海拔效应、大陆效应及降水量效应等多种 因素控制．在洞穴区，大气降水的氧同位素值变化 规律遵循降水氧同位素的经典模式，可以用瑞利 R a y l e i g h 分馏公式‘”3 和D a n s g a a r d 研究‘2 0 1 结合 起来即可以得到大气降水的6 1 8 0 。值与气温 ￡ 和 降水量厂 ，越小，降水量越大，残余水蒸气的百分 比越小 之间的关系． 艿1 8 0 。一 1 ．0 1 12 8 ．2 6 78 1 0 - 5 ￡ 万方数据 第4 期朱术云等基于热电离质谱铀系定年与氧同位素对比的古气候研究4 4 9 艿1 8 0 0 10 0 0 f o 0 1 12 吨2 6 78 。1 0 ”一 10 0 0 ． 4 由式 4 可知，洞穴区大气降水氧同位素8 1 8 0 。 组成取决于大气温度t ，降水量 用f 表示 和初始 水蒸气艿1 8O o 的值．艿1 8 0 。与温度t 的关系很复杂，它 们之间会因，值的变化由正相关转向反相关．李红 春等[ 1 9 ] 从数学公式上已经证明了f 0 ．3 8 时为临 界点，即当厂 0 ．3 8 时，8 1 8 0 。与温度t 呈正相关， 反之则呈反相关．这个公式及相应值可以用来解释 为什么在高纬度地区实测的艿1 8 0 。月平均值与月平 均温度成正相关，而在另一些低纬度地区成反相 关．降水气团的初始艿1 8 0 。值是气团迁移距离的函 数，气团从大洋迁移的距离越远，从地面向高山上 升的越高，所经历的降雨凝聚次数越多，艿1 8 0 。值就 越轻。因为有汽一液相分馏时，”0 偏向于液相，分馏 结果使得残留气团的6 1 8 0 变负．影响6 1 8 0 。值的另 外还有2 个因素，即海水的蒸发温度和表面海水的 占1 8 0 值，但这2 个因素一般只有在冰期与间冰期 之间才有明显的变化．因此只要降水气团的来源相 对稳定，艿1 8 0 0 的年平均值可以近似地视为一个常 数． 2 应用实例一贵州七星洞岩溶石笋 贵州位于云贵高原东部，中南部为石灰岩地 区，岩溶地貌广泛分布，岭谷起伏，多溶洞和伏流． 由于受西南季风和东亚季风的双重影响，广泛分布 着洞穴堆积物，是研究过去全球变化及环境演化的 天然理想场所．沈冠军等口巧利用热电离质谱铀系 法对贵州郑家洞石笋进行了研究．蔡演军等[ 2 2 ] 研 究了贵州七星洞全新世石笋的氧同位素记录．彭子 成等乜3 ] 对贵州七星洞晚更新世晚期一岩溶石笋进 行了研究．张美良等[ 2 4 ] 研究了末次冰期贵州七星 洞石笋高分辨率气候记录，得出了n O 旋回事件1 1 8 和H e i n r i c h 事件中的H 1 一H 5 ．覃嘉铭等[ 2 5 ] 对贵 州茂兰石笋进行了T I M S - U 系定年和氧同位素研 究．本文研究的石笋采自贵州七星洞，在T I M S - U 系定年的基础上，对其生长率和氧同位素变化进行 了对比研究，讨论了末次冰期中晚期西南季风和东 亚季风对贵州地区气候的影响． 2 ．1 样品及分析方法 本文研究的石笋采自贵州七星洞，该洞位于都 匀市凯口镇凯酋村东南2k m 处，是一个发育在 C l b - C 2 h n 石灰岩和白云质灰岩的高位水平旱 洞[ 2 引，洞口海拔10 2 0m ，洞长约4 0 0m ，上覆灰岩 厚约8 0 ～9 0m ．采集的石笋生长在溶洞内高约 8 0c m 的基岩台面上，呈圆柱状，高约5 0c m ．沿生 长轴切开后在磨光面上显示明显的生长韵律层，没 有发现明显的沉积间断层． 石笋的化学处理和T I M S U 系法定年均在中 国科学技术大学环境地球化学实验室完成的．化学 流程见文献[ 2 7 ] ．质谱测定在M A T 一2 6 2 一R P Q 质 谱仪上进行的，选用经过真空烘烤去气的洁净铼 带，用双带测U ，采用2 3 3 U 一2 3 6 U 双稀释剂，测试温 度l6 5 0 ～17 5 0 ℃；用单带测T h ，采用石墨涂层， 用2 四T h 作稀释剂，测试温度在18 3 0 ～19 3 0 ℃． 年龄分析结果见表1 表1贵州七星洞石笋的T I M S - U 系年龄和 各时段平均生长率 T a b l e lT h ea g e so ft h es t a l a g m i t ef r o mQ i x i n gC a v ei n G u i z h o ub yT I M S - Us e r i e sa n dt h ea v e r a g eg r o w t hr a t e s 样品取样点相邻两点距T I M S - U 系相邻点年龄生长率／ 号位置／c m 离之差／c m 年龄／k aB ．P ．之差／k a m m k a 一1 石笋的氧同位素测定是在中国科学院地质与 地球物理研究所内进行的．将石笋纵剖面用去离子 水反复冲洗几遍并凉干，再用分析纯无水酒精冲洗 几遍后，用电吹风吹干．然后用直尺在纵剖面上沿 生长轴轴心标定刻度，宽1 ．2c m ，长约5 0 ．0c m ．沿 生长轴每隔5m m 取一个样品，每个样品点取样宽 度尽量在1m m ，长度在1 2m m 以内，重量约 1 5m g ．取样时应沿着其生长纹层用合金刻刀在纵 剖面上一点一点地刻，并及时取下样品粉末，包成 小包后编上相应的样品号．每次采下一个样品之前 要把采样工具和采样部位擦拭干净，并用电吹风赶 走残留粉末，以免混染下一个样品．在2 5 ℃条件 下，用常规的磷酸法制备C O 。，在D e l t a - S 质谱仪 上测定艿”O 值．为检验所测数据的准确性，在测试 过程中我们插入了1 0 个国家标准样品G B w 0 4 4 0 5 和1 6 个用球磨机研磨成7 4 肛m 石笋的边角料作 为工作的大样，大样的处理测试过程和样品完全一 样，并夹在样品中间进行测试，这样可根据大样数 据的重现性，来检测数据的可靠性．标样的测试结 果平均值为 一8 ．5 6 士0 ．0 6 ，D B ‰，而标样的国家 标准值为 ～8 ．4 9 0 ．1 4 P D B ‰，在误差范围内基 本一致；大样的平均值为 一9 ．1 4 0 ．0 7 r D B ‰，其 绝对误差的外精度 2 a 优于0 ．0 8 ％0 ．国家标样和 万方数据 4 5 0中国矿业大学学报第3 5 卷 石笋大样的测定结果表明，该实验室的化学流程与 质谱测定的重现性良好，数据是可信的． 2 ．2 石笋的氧同位素记录 根据国际原子能机构 I A E A 和世界气象组 织 W M O 在全球建立的总数超过5 5 0 个同位素 监测站资料的分析瞳8 | ，在中低纬度以及受季风影 响的地区，月降水中的稳定同位素比率与月降水量 之间存在显著的负相关关系，即降水量效应．在中 低纬度季风区，降水中稳定同位素比率的大小常被 视作季风强度的指标．由于滴水的氧同位素组成和 洞穴沉积古温度是影响石笋中氧同位素记录的主 要因素，所以石笋记录的氧同位素变化可以反映地 区年均温度和降水量变化．秦剑等[ 2 9 ] 研究了1 9 7 9 ～1 9 8 8 年1 0 年内的降雨模拟，发现贵州地区夏季 降雨从5 月下旬开始，初期主要受东亚季风系统的 水汽源影响，降水主要来自我国的南海；从6 月中 旬开始，西南季风开始占主导地位，降水水汽来源 主要是中国西南部的孟加拉湾． 整根石笋我们共测试了近1 0 0 个氧同位素样 品，平均值为一5 ．7 2 ％o ，变化范围为一7 ．6 6 ％0 ～ 一3 ．3 0 ‰．在该石笋T I M S - U 系定年的基础上，通 过各段的生长率值 见表1 ，用内插法可求得各氧 同位素取样点所对应的年龄值，这样可建立该石笋 的氧同位素年代序列，根据计算出的各采样点年龄 值和相应的艿1 8 0 值进行作图，可得到贵州七星洞 Z F Q X l 石笋氧同位素变化曲线 见图1 ． 量4 0 5 0 { 藿凳 越1 0 O ．8 图1贵州石笋生长率和氧同位素变化曲线 方框中数据单位m m ／k a F i g ．1 T h ec o m p a r i s o nb e t w e e nt h eg r o w t hr a t e sa n dt h e o x y g e ni s o t o p e sc u r v e so ft h es t a l a g m i t ef r o m Q i x i n gC a v ei nG u i z h o u 从图1 b 的氧同位素曲线变化来看可以划分为 3 个对应阶段 第1 阶段从4 3 ．6 3k aB ．P ．到2 9 ．5 3k aB ．P ．， 这个时期大致对应深海氧同位素3 阶段的晚期 M a r i n eI s o t o p eS t a g e ，M I S [ 3 0 ] ，时间持续约 1 4 ．1 0 k aB ．P ．．该阶段石笋的艿1 8O 平均值为 一6 ．1 9 ％o ，最大变化幅度为4 ．2 0 ％∽总的来说，这 个阶段气候处于相对温暖时期，降雨比较充沛，但 气候波动变化较大，这在氧同位素变化曲线上表现 得很明显，可能反映西南季风相对增强，东亚季风 相对减弱的过程．这个阶段有3 个明显的艿1 8 0 高 峰值，分别居于4 2 ．3 2 ，3 8 ．8 3 ，3 3 ．3 5k aB ．P ．和3 个低峰值，分别居于3 9 ．9 8 ，3 7 ．4 2 ，3 5 ．4 5 ， 3 5 ．4 5k aB ．P ．，3 个高峰值可能反映在这些时段 附近东亚季风的短暂增强，而3 个低峰值可能反映 西南季风的短暂增强．相邻2 个高、低峰8 1 8 0 值的 变化幅度分别为3 ．8 1 ‰，3 ．1 0 ％o ，3 ．4 8 ％o ，变化幅 度相差不大，可能反映当时气候具有周期性变化趋 势． 第2 阶段从2 9 ．5 3k aB ．P ．到1 4 ．2 4k aB ．P ．， 这个时期大致对应M I S 2 阶段，时间持续约 1 5 ．2 9k aB ．P ．．该阶段石笋的艿1 8O 平均值为 一4 ．7 5 ‰，最大变化幅度为2 ．4 0 ％o ．从总体上看， 这个阶段气候应处于相对冷干的时期，并有向冷干 方向发展的趋势．与第1 阶段相比，降水有明显减 小，气温下降，气候波动相对不大，可能反映东亚季 风逐渐增强，西南季风逐渐减弱的过程．这个阶段 有7 个艿”O 高峰值，分别居于2 8 ．3 9 ，2 7 ．2 5 ， 2 4 ．4 0 ，2 0 ．9 8 ，1 7 ．8 4 ，1 7 ．7 6 ，1 6 ．0 4k aB ．P ．附近， 且与第1 阶段有所不同的是这个阶段的8 1 8 0 低峰 值不太突出．这可能反映了东亚季风在此阶段逐渐 增强，并在1 6 ．0 4k aB ．P ．附近达到了最强盛，起到 主导作用． 第3 阶段从1 4 ．2 4k aB ．P ．到1 2 ．4 3k aB ．P ．， 此阶段对应于M I S 2 阶段晚期和M I S l 阶段早期， 持续时间为2 ．8 1k aB ．P ．．该石笋艿1 8O 平均值为 一6 ．3 0 ％o ，最大变化幅度为2 ．7 7 ‰．从总体上看， 该阶段气候处于相对暖湿的阶段，并有向暖湿方向 发展的趋势，可能反映西南季风相对增强，东亚季 风相对减弱的过程． 从整个石笋的氧同位素变化趋势所反应的3 个时间段来看，这恰好也与黄春长[ 3 1 ] 末次冰期时 段划分的相应时段是相对应的． 2 ．3 氧同位素与其生长率变化曲线的对比 从整根石笋的氧同位素变化曲线 见图l b 来 看，其反映的贵州都匀地区古气候变化规律为 4 3 ．6 3k aB ．P ．到3 5 ．4 5k aB ．P ．处于暖湿阶段， 并有向暖湿方向发展的趋势；3 5 ．4 5k aB ．P ．到 2 9 ．5 3k aB ．P ．仍处于暖湿阶段，但有向冷千方向 发展的趋势；2 9 ．5 3k aB ．P ．到1 4 ．2 4k aB ．P ． 处于冷干阶段，并有向暖湿方向发展的趋势； 万方数据 第4 期朱术云等基于热电离质谱铀系定年与氧同位素对比的古气候研究4 5 1 1 4 ．2 4k aB ．P ．到1 2 ．4 3k aB ．P ．处于暖湿阶段． 这种由暖湿一冷干一暖湿的气候旋回变化特点与该 石笋的生长率变化曲线所反映的规律是基本一致 的[ 3 2 1 ．从图1 上图该石笋的生长率变化曲线可以 看出整根石笋的生长速率从底到上也经历了由快 一慢一快的变化过程，这正好与氧同位素曲线所反 映的3 个阶段的气候旋回特点相对应．但所对应的 3 个阶段在具体时间上稍有差别，这可能是由于所 测年龄点相对稀疏，而氧同位素的分辨率相对较高 且对环境的变化更敏感所致． 彭子成等[ z 胡把该石笋的氧同位素曲线与格陵 兰冰芯 G I S P 2 氧同位素曲线进行了对比，在对应 时段内该石笋检测出了4 起H e i n r i c h 突冷事件 H 1 一H 4 和1 0 次左右的D a n s g a a r d O e s c h g e r D - 0 I S I - I S I I 暖事件旋回，这表明北大西洋发生的 气候突发事件，在低纬度的贵州地区找到了印记， 大西洋环流的终止和产生，可以通过大气内部的动 力过程影响到亚洲季风控制区．这和张美良等∞4 ] 研究的该洞穴内2 根石笋、覃嘉铭等E 3 3 ] 研究的桂 林地区的石笋和汪永进等口幻研究的南京汤山石笋 等所反映的古气候信息在相同时段内基本上是一 致的，均具有可对比性． 3 结论 1 在国内外相关研究的基础上，分析了热电 离质谱铀系定年和洞穴沉积物氧同位素基本原理． 在此基础上，以贵州都匀一岩溶石笋为例进行研 究，通过定年和氧同位素对比重建了该地区4 3 ．6 3 ～1 2 ．4 3k aB ．P ．的古气候环境信息．其中4 3 ．6 3 k aB ．P ．到2 9 ．5 3k aB ．P ．，这个时期大致对应深 海氧同位素3 阶段的晚期 M a r i n eI s o t o p eS t a g e ， M I S ，气候处于相对温暖时期，降水比较充沛，但 气候波动变化较大，可能反映西南季风相对增强， 东亚季风相对减弱的过程；2 9 ．5 3k aB ．P ．到1 4 ． 2 4k aB ．P ．，对应M I S 2 阶段，气候应处于相对冷 干的时期，并有向冷干方向发展的趋势，可能反映 了东亚季风在此阶段逐渐增强，西南季风逐渐减弱 的过程；1 4 ．2 4k aB ．P ．到1 2 ．4 3k aB ．P ，这个阶段 对应于M I S 2 阶段的晚期和M I S l 阶段的早期，该 阶段气候处于相对暖湿的阶段，并有向暖湿方向发 展的趋势．这与该石笋的生长率变化曲线所反映的 古气候规律基本上是一致的，即此阶段贵州都匀地 区经历了暖湿一冷干一暖湿的气候演变趋势． 2 4 3 ．6 3k aB ．P ．以来贵州都匀地区的气候 波动与全球的气候变化具有明显的一致性，得出了 中国西南地区石笋碳酸盐艿1 8 0 值与其降水及全球 变化的对应关系，即全球变暖一西南地区年降水 艿1 8 0 值偏轻一石笋艿1 8O 值偏负；全球变冷一西南 地区年降水艿1 8 0 值偏重一石笋8 ”O 值偏正．这也 与中国地质科学院岩溶所研究得出的结论[ 3 3 ≈5 ] 是 一致的．但是，研究区内是气候变化的敏感区，是东 亚季风与西南季风交互作用的特殊区域，所以还存 在有明显的地区性气候变化特征，该石笋的艿1 8 0 值变化真实地记录了2 种季风的相互作用过程． 3 随着高精度、高分辨率热电离质谱铀系年 代序列的建立并逐渐应用于湖相沉积物、洞穴沉积 物、海洋珊瑚等其它代用指标，这样就使不同地区 的环境变迁可以通过不同的代用指标进行对比分 析研究成为可能．彭子成等[ 7 1 利用该种方法对罗布 泊湖相沉积的石膏进行了研究，反映出该湖泊沉积 处在中晚更新世至全新世阶段，相应于深海有孔虫 标准8 , s 0 曲线的1 ～6 阶段．但在中国西部不同地 区、相同时段的不同沉积物对比研究目前还相对较 少，有关南北环境变迁将还有待于对其作深入的研 究． 参考文献 [ 1 ]E D W A R D SRL ，C H E NJH ，W a s s e r b u r gGJ ． 2 3 8U 一2 “U - ”2T hs y s t e m a t i c sa n dt h ep r e c i s em e a s u r e m e n to ft i m eo v e rt h ep a s t5 0 0 ，0 0 0V e a r s E J ] ．E a r t h a n dP l a n e t a r yS c i e n c eL e t t e r s ，1 9 8 6 ，8 1 1 7 5 1 9 2 ． [ 2 ] E D W A R D S RL ，C H E NJH ，K UTL ，e ta 1 ．P r e c i s et i m i n go ft h el a s ti n t e r g l a c i a lp e r i o df r o mm a s s s p e c t r o m e t r i cd e t e r m i n a t i o no ft h o r i u m - - 2 3 0i nc o r a l s l - j ] ．S c i e n c e ，1 9 8 7 ，2 3 6 1 5 4 7 1 5 5 5 ． I - 3 ] C H E NJH ，C U R R A NHA ，W H I T EB ，e ta 1 ．P r e c i s ec h r o n o l o g yo ft h el a s ti n t e r g l a c i a lp e r i o d 2 3 4U 一2 3 0T hd a t af r o mf o s s i lc o r a l r e e f si nt h eB a h a m a s 口] ．G e o l o g o c a lS o c i e t yo fA m e r i c a nB u l l e t i n ，1 9 9 1 ， 1 0 3 8 2 - 9 7 ． [ 4 3C H E N GH ，E D W A R D SRL ，H O F FI ，e ta 1 ．T h e h a l f - l i v e so fu r a n i u m 一2 3 4a n dt h o r i u m 一2 3 0 [ J ] ． C h e m i c a lG e o l o g y ，2 0 0 0 ，1 6 9 1 7 - 3 3 ． [ 5 ] 彭子成．第四纪年龄测定的新技术一热电离质谱铀系 法的发展近况[ J ] ．第四纪研究，1 9 9 7 ，3 2 5 8 2 6 3 ． P E N GZ i c h e n g ．N e wt e c h n i q u eo ft h ed a t i n gq u a t e r n a r ym a t e r i a l s t h ed e v e l o p m e n to ft h et h e r m a li o n i z a t i o nm a s ss p e c t r o m e n t r y - Us e r i e sm e t h o d [ 刀．Q u a - t e r n a r yS c i e n c e s ，1 9 9 7 ，3 2 5 8 2 6 3 ． [ 6 ] 彭子成，王兆荣，孙卫东，等．高精度热电离质谱 T I M S 铀系法对第四纪标样年龄测定的研究[ J 3 ． 科学通报，1 9 9 7 ，4 2 1 9 2 0 9 0 - 2 0 9 3 ． 万方数据 4 5 2中国矿业大学学报第3 5 卷 P E N GZ i c h e n g ，W A N GZ h a o r o n g ，S U NW e i - d o n g ，e ta 1 ．S t u d yo nq u a t e r n a r ys t a n d a r ds a m p l e sb y h i g h - p r e c i s i o nT I M S Us e r i e sm e t h o dE J 。C h i n e s e S c i e n c eB u l l e t i n ，1 9 9 7 ，4 2 1 9 2 0 9 0 2 0 9 3 ． E 7 1 彭子成，刘卫国，张彭熹，等．罗布泊湖相沉积石膏的 热电离质谱一铀系定年[ J 3 ．科学通报，2 0 0 1 ，4 6 1 1 4 ． P E N GZ i - c h e n g ，L I UW e i g u o ，Z H A N GP e n g - x i ，e t a 1 ．D a t i n g o nl a k es e d i m e n tp l a s t e rf r o mL u o b u p o l a k eb yT I M S - Us e r i e sm e t h o d [ J ] ．C h i n e s eS c i e n c e B u l l e t i n ，2 0 0 1 ，4 6 1 1 - 4 ． [ 8 3M A T T H W EB ，A Y A L O NA ．L a t eq u a t e r n a r yp a l e o c l i m a t ei nt h ee a s t e r nm e d i t e r r a n e a nr e g i o nf r o m s t a b l ei s o t o p ea n a l y s i so fs p e l e o t h e m sa tS o r e qC a v e ， I s r a e l [ J ] ．Q u a t e r n a r yr e s e a r c h ，1 9 9 7 ，4 7 1 5 5 1 6 8 ． [ 9 ] 李红春，顾德隆，陈文寄，等．利用洞穴石笋的8 ”0 和艿”C 重建30 0 0a 以来北京地区古气候和古环 境石花洞研究系列之三[ J ] ．地震地质，1 9 9 7 ，1 9 1 7 7 8 6 ． L IH o n g - c h u n ，G UD e - l o n g ，C H E NW e n - j i ，e ta 1 ．I s o t o p es t u d i e so fS h i h u aC a v e - I n