重慶地區(qū)末次冰期H6事件起始時(shí)間探討

黃帆

摘 要：本文利用重慶地區(qū)羊子洞Y02石筍的U/Th年齡數(shù)據(jù)和δ13C值建立了末次冰期60～65 ka BP時(shí)段的石筍碳同位素變化序列。Y02石筍的δ13C記錄顯示末次冰期的H6事件起始時(shí)間約為63 ka BP左右，不同于前人研究的60 ka BP。通過(guò)翻閱相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：末次冰期H6事件的起始時(shí)間尚存爭(zhēng)議，早期的研究者將H6事件起始時(shí)間定于65～66 ka BP，隨后的研究者又將其定于60 ka BP。通過(guò)將羊子洞Y02石筍δ13C值進(jìn)行功率譜分析發(fā)現(xiàn)：Y02石筍δ13C記錄主要存在228a，102a，77a和60a周期，表明末次冰期重慶地區(qū)的氣候變化主要受控于太陽(yáng)活動(dòng)的影響。

關(guān)鍵詞：石筍 H6事件 重慶

中圖分類號(hào)：D53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（a）-0140-02

Heinrich[1]在研究北大西洋深海沉積物時(shí)發(fā)現(xiàn)，在深海沉積物中保存著若干陸源浮冰碎屑層，這些浮冰碎屑層的發(fā)現(xiàn)表明末次冰期發(fā)生過(guò)多次向大洋中傾瀉路遠(yuǎn)碎屑浮冰的事件，Bond[2]研究發(fā)現(xiàn)這些事件發(fā)生常時(shí)伴有海面溫度和鹽度的降低。近年來(lái)，隨著石筍U/Th定年技術(shù)的發(fā)展，使得對(duì)末次冰期H6事件的起始時(shí)間的深入研究有了可能。本文利用重慶地區(qū)羊子洞Y02石筍δ13C記錄為研究材料，試圖探討H6事件的起始時(shí)間以及末次冰期60～65 ka BP時(shí)段氣候變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

1 研究區(qū)域、材料與方法

羊子洞位于重慶1豐都龍河峽谷中的雪玉洞群（46°30′N～47°20′N，107°47′E～107°48′E），屬于巖溶河谷地區(qū)，灰?guī)r峽谷切割深度500～700 m。雪玉洞群所在區(qū)屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均降水量在1000 mm以上，多年平均氣溫為16℃～18℃，四季分明。羊子洞發(fā)育在三疊系下統(tǒng)石灰?guī)r中。羊子洞為雪玉洞群中的高層洞穴，高出龍河河床約100 m，為低矮扁平通道與大型廳堂結(jié)合的洞穴，長(zhǎng)約500 m，洞內(nèi)有地下河發(fā)育，河道中多泥沙沖積物[3]。

石筍Y02采自羊子洞，長(zhǎng)780 mm，外形為圓柱形。本文只研究該石筍的60～65 kaBP時(shí)段，為獲得石筍Y02碳穩(wěn)定同位素分析樣品，沿著石筍生長(zhǎng)軸方向把石筍切開(kāi)，使用0.5 mm牙鉆沿石筍生長(zhǎng)軸方向且平行于生長(zhǎng)紋層的采樣面上鉆取樣品粉末，每厘米鉆取20個(gè)樣品，為避免樣品交叉污染，采用間隔取樣分析。石筍δ13C分析在西南大學(xué)地球化學(xué)與同位素實(shí)驗(yàn)室完成，采用Delta-V-Plus型質(zhì)譜與碳酸鹽自動(dòng)進(jìn)樣裝置（Kiel IV）聯(lián)機(jī)測(cè)試，每9個(gè)樣品加測(cè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，PDB標(biāo)準(zhǔn)，分析誤差≤± 0.06‰。測(cè)試儀器為MC-ICP-MS Nepture，按Shen等方法[4]，年齡誤差≤1%（2σ）。

2 結(jié)果與討論

2.1 年代模式的建立

羊子洞石筍Y02的5個(gè)樣品覆蓋年齡時(shí)段為60～65 kaBP?？梢钥闯觯心挲g數(shù)據(jù)都按石筍沉積先后秩序排列，說(shuō)明數(shù)據(jù)可信。年齡誤差最大為753 a，最小為261 a，大部分誤差在600 a以內(nèi)。

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)年齡-深度作圖獲得石筍生長(zhǎng)速率變化曲線（圖2）。圖2距離頂部0.0 cm開(kāi)始，相鄰兩個(gè)年齡控制點(diǎn)之間石筍的生長(zhǎng)速率分別為0.014 mm/a，0.013 mm/a，0.049 mm/a，0.009 m/a。由此可知，在60～65 ka BP時(shí)段石筍生長(zhǎng)速率發(fā)生了變化，63～64 ka BP石筍生長(zhǎng)顯著增加。

2.2 石筍碳同位素的指代意義

石筍碳氧同位素研究同時(shí)起步于20世紀(jì)80年代，然而在古氣候研究中石筍δ18O比δ13C得到更加廣泛的應(yīng)用。由于石筍碳同位素的影響因子復(fù)雜[5]，δ13C的指示意義也存在較多分歧，單獨(dú)利用石筍δ13C進(jìn)行古氣候重建的研究實(shí)例卻相對(duì)較少，主要是輔助δ18O證明古氣候和古環(huán)境。

洞穴石筍碳同位素的影響因素較為復(fù)雜，大氣降水、氣溫，洞穴上覆C3/C4植被類型變化以及生物量、植被密度和植被土壤CO2產(chǎn)率變化都會(huì)對(duì)石筍碳同位素產(chǎn)生影響。綜上所述，石筍δ13C值偏正時(shí)，指示當(dāng)時(shí)的氣候冷干；石筍δ13C值偏負(fù)時(shí)，指示當(dāng)時(shí)氣候暖濕。

2.3 60～65 ka BP時(shí)段石筍碳同位素記錄

Y02石筍測(cè)試了182個(gè)δ13C數(shù)據(jù)，平均分辨率為27a。δ13C值在-11.35‰～-6.13‰之間波動(dòng)，振幅達(dá)5.21‰，平均值為-9.62‰，如圖3所示。Y02石筍δ13C曲線在60～65 ka BP時(shí)段整體趨勢(shì)較為平穩(wěn)，表明當(dāng)時(shí)重慶地區(qū)的氣候整體較為穩(wěn)定。

H6事件發(fā)生的時(shí)間起初定在65～66 ka BP[1，2]，隨后更精細(xì)的研究又將該事件的時(shí)間定在了60 ka BP左右[6]，而董哥洞D4石筍記錄[7]在60 ka BP左右并沒(méi)有δ18O的極大值與之對(duì)應(yīng)。在天鵝洞SW12石筍氧同位素記錄顯示60～63 ka BP存在δ18O的極大值與H6事件對(duì)應(yīng)，將H6事件定在60 ka BP尚需更多的地質(zhì)記錄進(jìn)行佐證，我們推斷末次冰期H6事件發(fā)生時(shí)間應(yīng)為63 ka BP左右。

2.4 60～65 ka BP時(shí)段氣候變化機(jī)制

氣候變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制是古氣候研究的另一個(gè)重點(diǎn)，為了了解末次冰期60～65 ka BP時(shí)段重慶地區(qū)氣候變化的驅(qū)動(dòng)因子，我們對(duì)羊子洞Y02石筍進(jìn)行功率譜分析（圖4）。由此可知，末次冰期60～65 ka BP時(shí)段氣候變化主要受到太陽(yáng)活動(dòng)的控制，太陽(yáng)活動(dòng)是末次冰期氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)因子。

3 結(jié)論

重慶羊子洞Y02石筍的δ13C值記錄了末次冰期60～65 ka BP時(shí)段重慶地區(qū)的氣候變化。目前，對(duì)末次冰期的H6事件起始時(shí)間尚存爭(zhēng)議。為了研究H6事件的起始時(shí)間，我們將董哥洞D4石筍與Y02石筍進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)H6事件的起始時(shí)間不能盲目定在60 ka BP，董哥洞D4石筍記錄與Y02石筍記錄顯示H6事件的起始時(shí)間在63 ka BP左右，因此要定H6事件的起始時(shí)間為60 ka BP尚需更多的地質(zhì)資料來(lái)進(jìn)行佐證。通過(guò)對(duì)羊子洞Y02石筍δ13C值進(jìn)行功率譜分析，發(fā)現(xiàn)石筍δ13C值存在228 a，102 a，77 a和60 a周期，表明末次冰期60～65 ka BP時(shí)段氣候變化受控于太陽(yáng)活動(dòng)的影響。endprint

參考文獻(xiàn)

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