洞穴河流沉積物有機碳同位素特征及Ca、Mg、Sr含量的區(qū)域環(huán)境響應(yīng)*
——以貴州省山王洞為例

張弘智，吳克華，高占冬，王慧澄，王德遠，陳玉合

(貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550000)

利用洞穴體系中的地質(zhì)載體探尋古氣候環(huán)境替代指標(biāo)的研究工作已開展多年，其中化學(xué)沉積物尤其是石筍的研究最為廣泛和深入，利用石筍進行古氣候環(huán)境的重建成為第四紀(jì)全球變化研究的一個新的手段[1-8]，其中氧碳同位素、Ca、Mg、Sr元素及其比值在洞穴體系中作為一種環(huán)境替代指標(biāo)，其可行性已得到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛認(rèn)可[9-13]。

洞穴河流沉積物作為沉積環(huán)境的地質(zhì)載體，沉積環(huán)境穩(wěn)定，保存較完好，蘊含著豐富的古環(huán)境及其變化的信息，對探尋古人類活動遺跡也有一定的價值[14-15]，但因其樣品的不易獲得性，目前對洞穴河流沉積物的研究較少，僅對沉積物的粒度分析[16-18]，本研究選取雙河洞洞穴系統(tǒng)中山王洞古河流沉積物為研究對象，進行水動力條件定量分析，討論古地下河在此剖面的搬運能力，在此基礎(chǔ)上開展有機碳同位素及Ca、Mg、Sr元素分析，探討其區(qū)域環(huán)境響應(yīng)。

1 研究區(qū)概況

山王洞位于東經(jīng)107°20′30″～107°25′00″，北緯28°08′00″～28°20′00″，雙河洞國家地質(zhì)公園東南部，屬于雙河洞穴系統(tǒng)的支洞，洞口海拔768 m(圖1)。研究區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，雨熱同期，年均氣溫15.5 ℃，降水1160 mm。本區(qū)域出露地層為寒武系婁山關(guān)組[19]，傾角平緩，巖性為白云巖，區(qū)域地質(zhì)背景和溫濕的氣候為巖溶發(fā)育和洞穴水流沉積提供了良好的條件。雙河洞穴系統(tǒng)的形成經(jīng)歷了5個階段，山王洞地下河時期為第4階段，水流方向為北東向，之后受地殼抬升和地下河流下切作用影響，形成現(xiàn)代地下河。……