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岩溶洞穴现代沉积间断的影响因素研究——以河南鸡冠洞为例被引量：1: 2017年; 岩溶洞穴次生沉积物——石笋因其独有的高精度测年和高分辨率记录的优势已越来越成为过去全球变化研究中重要的支柱。进行洞穴碳酸盐沉积机理研究对于理解石笋沉积速率,结晶形态、准确解译气候替代指标和现代洞穴合理保护具有重要意义。以我国南北交汇带亚洲季风敏感区河南鸡冠洞为例,通过对2010—2015年连续6个水文年对鸡冠洞滴水和碳酸盐沉积的监测发现:1洞内滴水水化学指标与沉积速率表现出很好的一致性,雨季大气降水增加,气温升高,生物活动加强,土壤CO_2含量增加,滴水滴速、Ca^(2+)、HCO_3^-、电导率(EC)和沉积速率同时增加,旱季反之;洞内CO_2对方解石沉积的抑制作用被滴水饱和度掩盖。2受2012—2013年年降雨量显著减少的影响,水岩作用减弱,2014年滴水饱和度降至最低,出现为期一年的沉积间断,直至2014年下半年降水增加,于11月重新接收到方解石沉积。3自2013年下半年开始,受人为淋滤洞穴影响,滴水NO_3^-上升数十倍,模拟实验显示其对CaCO_3溶解的能力较之前提高约60%,表明NO_3^-对方解石沉积存在抑制作用,这可能是个别月份滴水饱和度高却没有回收到CaCO_3沉积的原因,建议景区在进行补水的同时要考虑水质对岩溶作用的影响。; 孙喆杨琰施强张萍梁沙张娜刘肖聂旭东彭涛梁胜利张志钦; 关键词：岩溶洞穴水岩作用

早全新世季风演化的高分辨率石笋δ^(18)O记录研究——以河南老母洞石笋为例被引量：12: 2015年; 基于豫西老母洞LM2石笋8个高精度230Th年龄,449个氧碳同位素,建立了达十年际分辨率的8.2~10.9 ka B.P.亚洲季风变化的δ18O记录序列。老母洞石笋δ18O值最为偏负达-12.0‰,最偏正为-8.2‰,振幅达3.8‰。早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段内,河南西部老母洞石笋和东石崖石笋,陕西九仙洞C996-2石笋δ18O曲线揭示该时段内季风稳定,而中国南方的衙门洞石笋、三宝洞石笋和极地冰芯GRIP记录揭示该时段季风逐渐增强;同时季风达到顶峰的时期也不相同,进一步说明中国南北方早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段季风演变过程的差异,可能与中国南北方气候的响应机制有关。从早全新世平均分辨率10年的LM2石笋记录中识别出8.2 ka,9.5 ka,10.2 ka和10.9 ka显著弱季风事件,尤其是8.2 ka和9.5 ka事件。对比分析老母洞与已发表的高分辨率石笋δ18O记录发现:石笋所揭示的某些冷事件发生时间在亚洲季风区存在差异,主要表现在事件内部变化特征及趋势上。LM2石笋δ18O曲线并没有明显记录9.3 ka弱季风事件,而是在9.3~9.6 ka B.P.左右记录了一个弱季风事件,与DSY09(2009)、Y1、HS-4记录相似,表明在该时段内存在季风的减弱事件,但是氧同位素传输的复杂性,使其在南北方表现不同。此外,在LM2石笋δ18O的8.2 ka B.P.开始时段,氧同位素曲线阶段性下降,且变幅达3‰,与Zhang等研究万象洞石笋提出的"中国8 200阶段"吻合,表明中国北方地区的8.2 ka事件是阶段性的事件,而南方的石笋氧同位素记录揭示的8.2 ka事件并未表现出阶段性特征,其原因有待于更多北方高精度石笋记录来进一步研究。LM2石笋氧同位素记录进行功率谱分析发现:在短尺度上季风变化与太阳活动密切相关,这与近年来对早全新世极端气候变化研究的驱动机制是一致的,早全新世亚洲季风的演化与太阳活动变化引起的太阳辐射能量的变化和北半球高纬气候的变; 张银环杨琰杨勋林殷建军黄帆任小凤赵景耀刘肖聂旭东; 关键词：石笋亚洲季风 Δ18O

河南鸡冠洞岩溶地下河地球化学特征及控制因素研究被引量：1: 2016年; 为揭示地下河地球化学的变化特征及其控制因素,从2009年10月至2014年12月对河南西部栾川县鸡冠洞地下河的水化学指标进行了5个完整水文年的的动态监测.从地球化学敏感指数的角度出发,探讨不同条件下主量元素的地球化学敏感性差异,结果表明:1研究区地下河水化学阳离子以Ca^(2+),Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_3^-主.2受农业活动的影响,地下河主量元素地球化学敏感性从高到低依次为HCO_3^-,Mg^(2+),Cl^-,Ca^(2+),NO_3^-,SO_4^(2-),Na^+,K^+,其中NO_3^-,Cl^-敏感性更加突出;受人类旅游活动的影响,地下河主量元素地球化学敏感性从高到低依次为HCO-3,Mg2+,Ca2+,Na+,NO-3,SO2-4,Cl-,K+,可见旅游活动对地下河的地球化学特征影响程度较弱.3将5年主量元素进行对比发现,受农业活动影响更加敏感的NO_3^-、Cl^-质量浓度均出现了增长的现象,说明人类活动尤其是农业活动对地下河水质的影响在逐渐增加.; 刘肖杨琰孙喆张萍聂旭东赵景耀任小凤彭涛李建仓凌新有张志钦; 关键词：地下河敏感性地球化学

河南鸡冠洞洞穴水δ13 CDIC对于极端气候事件的响应及其环境意义: 对黄土高原东南缘河南西部栾川县鸡冠洞2009年10月～2014年6月进行了4个完整水文年的洞穴水δ13CDIC的动态监测，结合鸡冠洞现代过程监测和气象数据分析，初步探讨了在我国南北交汇从亚热带向暖温带过渡的敏感区域中岩溶...; 聂旭东杨琰彭涛赵景耀任小凤张银环刘肖李建仓凌新有张志钦; 关键词：洞穴滴水气候事件

河南鸡冠洞降水、滴水和现生碳酸钙的δ18O变化特征及其环流意义被引量：21: 2014年; 通过对河南西部栾川县鸡冠洞2009年10月~2012年10月3个完整水文年的大气降水、洞穴滴水氢氧稳定同位索及洞穴现生碳酸钙δ^(18)O的连续监测,探讨研究区岩溶记录的夏季风水汽源δ^(18)O变化特征的气候意义。结果表明:1)栾川地区大气降水δ^(18)O在研究时段内变化范围为1.2‰^-16.1‰,夏季(7~9月)大气降水δ^(18)O加权平均值-10.8‰;鸡冠洞中滴水δ^(18)O变化范围为-7.3‰^-11.9‰,平均值-9.4‰;鸡冠洞中现生碳酸钙δ^(18)O变化范围为-6.6‰^-10.1‰,平均值-8.7‰;研究区大气降水、洞穴滴水和洞穴现生碳酸钙的δ^(18)O变化趋势基本一致,表现为夏秋偏轻冬春偏重。2)栾川地区大气降水线为:δD=8.10δ^(18)O+10.51,接近全球大气降水线。3)研究区大气降水中δ^(18)O的雨量效应不显著,但对环流效应记录敏感,响应2009年10月~2010年10月El Nino和La Nina的转换过程,El Nino期间研究区大气降水、滴水和现生碳酸钙的δ^(18)O显著偏重,且大气降水过量氘(d)明显偏高,而La Nina期间的δ^(18)O和过量氘(d)变化特征则相反。; 赵景耀杨琰彭涛郭延伟任小凤张银环聂旭东刘肖李建仓凌新有张志钦; 关键词：大气降水氧同位素 ENSO循环

豫西鸡冠洞洞穴水及现代沉积物Mg,Sr和Ba记录及其意义被引量：16: 2014年; 采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES）对2009年12月-2013年8月采自河南省栾川县鸡冠洞洞穴水（滴水、池水及地下河水）和现代碳酸盐沉积物的 Ca、Mg、Sr和 Ba 微量元素地球化学指标进行了分析。结果显示：（1）鸡冠洞洞穴水的 Mg/Ca对地表环境的干湿条件变化响应迅速,具体表现为池水和地下河水 Mg/Ca旱季高而雨季低,而 Sr/Ca 和Ba/Ca的变化与降水和气温的关系并不明显；（2）鸡冠洞现代沉积物的 Mg/Ca 变化与滴水有着良好的对应关系,但现代沉积物的 Sr/Ca和 Ba/Ca可能受大气粉尘活动和地表土壤的影响,变化趋势与 Mg/Ca 相反；（3）鸡冠洞碳酸盐岩与岩溶水间 Sr/Ca和 Mg/Ca的分配系数KSr值在0.02-0.18之间,KMg值在0.01-0.03之间,KMg值与洞穴温度的正相关关系不明显。; 任小凤杨琰彭涛赵景耀张银环聂旭东刘肖李建仓凌新有张志钦; 关键词：洞穴沉积物洞穴滴水

河南鸡冠洞洞穴水对极端气候的响应及其控制因素研究被引量：15: 2015年; 为揭示洞穴水地球化学动态的变化特征及其控制因素,从2009年10月至2013年12月对黄土高原东南缘河南西部栾川县鸡冠洞洞穴水的水化学指标进行了4个完整水文年的动态监测.结果表明:1鸡冠洞洞穴水的化学类型主要是HCO-3-Ca2+-Mg2+和HCO-3-Mg2+-Ca2+型,阴离子中HCO-3占80%以上,阳离子中Ca2+、Mg2+是优势离子,地下河常年处于溶蚀状态,池水、滴水处于沉积状态.2鸡冠洞洞穴滴水、池水可以很好地响应外部气候环境的变化,其地球化学指标具有显著的季节效应.3Ca2+、Mg2+、SO2-4能够敏感地响应极端气候事件引起的年际降水量变化,Ca2+、Mg2+、SO2-4浓度洪涝年升高,干旱年降低.HCO-3主要受CO2浓度控制,对极端气候事件响应不明显.4鸡冠洞地下河中Ca2+、Mg2+、HCO-3、SO2-4浓度波动幅度较小,且无明显的季节变化规律.对2010年和2013年的极端降水事件响应不明显.; 刘肖杨琰彭涛赵景耀任小凤张银环聂旭东李建仓凌新有张志钦; 关键词：地球化学指标洞穴水气候事件

豫西中晚全新世环境变化的石笋记录及现代洞穴碳同位素监测研究: 当今世界，全球变暖、极端天气事件的频发会对人类的生活环境及生存造成极大的威胁，已经不再仅仅是一个学科问题，而日渐成为当今人类社会最为关注的重大社会问题。对过去气候变化的研究，是了解地球气候系统变化规律的重要方法，也是对现...; 聂旭东; 关键词：中晚全新世石笋碳氧同位素洞穴滴水

高分辨率降水氧氘同位素变化及洞穴水响应:以河南鸡冠洞为例被引量：5: 2016年; 大气降水稳定同位素受温度、雨量、海拔高程、水汽源等多种因素控制,进而影响洞穴水及沉积物的同位素变化.为了更好地认识我国南北交汇带季风敏感区洞穴水对降水的响应过程,本研究分析了2015年8月4~6日河南栾川县鸡冠洞强降雨和洞内4处地下水点样品,并结合2009~2015年栾川地区近6年大气降水氧氘同位素数据研究发现:1采用HYSPLIT模型可以将鸡冠洞强降雨划分为不同水汽来源的2个阶段:高空来自南中国海的水汽以及近地面来自内陆局地蒸发的水汽,并且可以记录在单场降雨期间雨水的δ^(18)O变化特征上.2近地面来自内陆局地蒸发水汽的蒸发过程一定程度上掩盖了温度效应,并使局地大气降水线的斜率、截距和雨水过量氘均减小.3此次降雨期间鸡冠洞洞穴滴水δ^(18)O特征主要响应夏季风海源水汽的降水;鸡冠洞洞穴滴水对降雨响应最快,间隔时间约为3 h,滴水δ^(18)O随滴率升高变重,之后缓慢变轻;地下河具有相似的模式,稍有滞后;靠近洞口的池水反映出不同阶段的雨水δ^(18)O变化的差异.; 孙喆杨琰张萍刘肖梁沙张娜聂旭东梁胜利李建仓凌新有张志钦; 关键词：大气降水洞穴水水汽来源 Δ18O 蒸发

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