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溶洞的秘密(二)
来源:中国地调局       发布时间:2021-01-05   浏览数:

3.溶洞年龄

指洞穴形成后,至今的地质年龄。高纬度地区的洞穴,由于第四纪以来气候变化导致的大面积的冰川剥蚀,那些老的溶洞恐怕早就被夷平了;而低纬度地区的洞穴,虽然没有冰川的影响,有些老洞得以保存,即使那些大型的洞道年龄也不过数百万年的历史。而那些上千万年历史的洞穴恐怕只能埋藏于地下深处,而且即使有洞穴空间,也为后期的沉积物所充填。正是依靠这些充填沉积物,进行溶洞相对年龄和绝对年龄测定(含古生物、古地貌、古地磁、14CU 系、ESR、热释光、光释光、裂变径迹法、宇生核素测年等方法),结合各种古环境变化信息建立地球历史演变过程,特别是各种事件发生的时间系列的研究。研究人员采取古地下河沉积中的石英,通过宇生核素测年,以确定洞穴形成年龄。目前我国最古老洞穴为重庆金佛洞,其年龄下限为 570 万年。

4.石笋记忆

洞顶的滴水,经过碳酸盐岩的裂隙,一滴一滴的滴到洞底,滴落过程二氧化碳不断逸出,水过饱和并析出方解石、文石,沉积在洞穴底板,日积月累就慢慢地长成石笋。石笋具有独特的盖帽型生长特征和形成过程中包含的古地球化学特征,同时分布广泛、时间跨度大、受外界干扰小、生长机制对外部环境敏感,测年和采样成本低廉,使其成为一种不可多得的陆地古环境信息源。通过沿石笋生长轴取样,测定其年龄,然后重建过去降水和温度变化的古气候。石笋的沉积速率在不同条件下是不同的,据目前研究,石笋生长速率最快为 10 mm/ 10 年以上,最慢的生长速率仅为 12mm/1000 年,有时甚至没有生长;受气候演变规律的控制,石笋生长与停止生长反复交替,其变化节律就是探索季风强度、降水、气温、生态环境变化奥秘的钥匙。石笋沉积速率大小是气候变化、冷暖气候识别的指标之一。如石笋沉积速率大于 10mm /100 年是间冰期温暖气候的沉积, 石笋沉积速率趋于 10mm/100 年或以下者, 是温暖期气候中冷期的沉积; 石笋沉积速率在 1mm / 100 年左右是冰期寒冷气候的沉积, 石笋沉积速率趋于1mm/10 年或以上者是冰期寒冷气候中间冰期的沉积; 沉积速率极小, 往往是冷气候显示, 甚至是沉积间断, 或是气候和地质灾害事件的突变点。