《汉中天坑群》连载69：古环境意义（Ⅰ）

通过对宁强禅家岩地洞河天坑底部溶洞进行的520个石笋80分析，并与贵州董哥洞、南京葫芦洞进行的石笋δ1o对比(图7-2)，可以看出葫芦洞氧同位素振幅为-52%‰0~-9.2‰，董哥洞的氧同位素振幅为-5.1‰~-9.8‰，而汉中地洞河内石笋的氧同位素振幅为-7.8‰0~-11.6‰。

分析认为，董哥洞与葫芦洞的石笋δ18O氧同位素振幅为-5‰~-9.8%，在末次冰期的振幅相对一致，而宁强禅家岩地洞河天坑底部溶洞的石笋氧同位素相对负偏，振幅与其他两次的绝对值之差相近。这说明，在整个气候背景下，各地的响应基本致，而氧同位素的差别主要是由水汽来源的差别和降雨量的多少决定的。

董哥洞主要水汽来源于印度洋，距离水汽源较近，因此该洞石笋δ18o氧同位素振幅较其他溶洞正偏。而葫芦洞的水汽来源相对复杂，是西太平洋近源水汽和印度洋远洋水汽的组合。根据氧同位素分馏原理，氧同位素组成的δ18o在降雨的过程中优先落下，从而从水汽源区到近陆，从低纬度到高纬度，氧同位素逐步偏轻，同时叠加了降雨量的影响。汉中地区的水汽来源主要来自印度洋，地理位置相对偏北，同位素分馏过程呈现氧同位素逐步偏轻，因此整体氧同位素比其他两地偏轻。同时，受到秦岭的阻挡，秦岭南部降雨增加，雨量效应进一步增加了汉中地区的石笋偏负。

葫芦洞的水汽来源相对于董哥洞偏北，但是却与董哥洞的石笋氧同位素类似，这正是由葫芦洞的地理位置而定的，葫芦洞东部的近源水汽值较正，中和了印度洋来源的较轻的同位素值。

通过对汉中天坑群部分地区溶洞石笋全新世以来的气候变化对比可得，石笋δ18o的变化在全新世以来与太阳辐射变化的曲线相一致，从全新世大暖期以来石笋δ18o逐步偏正，贵州董哥洞的DAS、D4，湖北清江和尚洞的HS4以及湖北神农架三宝洞的SB26和汉中镇巴风洞FD2的整体变化趋势都相同。石笋δ18o的同位素分馏的效应与冰期相近，近印度洋水汽源的贵州董哥洞石笋δ18o正偏；随着水汽向内陆传输，重的氧同位素先落下，而轻的氧同位素继续北移，因此呈现出印度季风传输路线上同位素的纬度分馏效应。湖北清江和尚洞位于清江南岸，洞口海拔仅295m，年平均降雨量1118.3mm，相较于湖北神农架、汉中镇巴风洞海拔较低，高差达1000 余米，因此，纬度和海拔的叠加效应使得湖北清江和尚洞的石笋δ18o相对于神农架三宝洞和汉中风洞偏正。而湖北神农架三宝洞与汉中镇巴风洞二者洞口海拔相差500 余米，三宝洞地处北纬31°40′、东经110°26′，而汉中镇巴风洞地处北纬32°50 东经106°25′，因此两洞在纬度上及海拔上的差异较小，石笋δ18o的波动幅度和绝对值也较为一致，从而也证实了石笋δ18o的分馏效应，体现了汉中地区特殊的石笋δ18o指代意义(表7-1，图7-3)。

来源：《汉中天坑群》y

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