贵州威宁麻窝山岩溶盆地剖面中Rb、Sr分布及环境信息.docx

1、学报ACTAGEOLOGICASINICA贵州威宁麻窝山岩溶盆地剖面中Rb、Sr分布及环境信息曹振兴，辨，财义，海，粕章贵州大学资源与环境匚程学院，贵阳，550003内容提要：岩溶盆地的演化清晰地记录了流域侵蚀和化学风化等成要过程，Rb/Sr是有效获取地表过程中环境信息的重要手段之一。本文基于"C定年方法，结合研究剖面中K、Ca等元素的组成特征，对员州威宁麻窝山岩溶盆地中4个沉积剖面的Rb、Sr分布和地球化学行为进行了分析,并讨论了Rb/Sr指示的环境意义和盆地的演化历程.结果表明，剖面中Rb元素含量普遍高于Sr元素旦波动幅度较Sr元素大.此外，Rb与K,Sr与Ca之间均有较好的正相

2、关关系.即在流域物质的侵蚀、微运和盆地沉积物的形成演化过程中.Sr的活动性明显高于Rb.各剖面Rb、Sr垂直分异程度相似，呈大一小一大交替演变,Rb/Sr以大一小一大规律变化，旦剖面间具有较好的一致性，与野外特征相吻合，尤其是剖面颜色变化，均体现盆地沉积环境的多旋回特征。Rb/Sr具有重要的环境意义，能够指示研究区古气候变化，Rb/Sr高时（主要受Rb控制），盆地处于干涸或低水位状态，指示降水景较少的干早气候;Rb/Sr低时（主要受Sr控制），盆地处于富水的高水位环境，指示降水量较多的湿润气候。在距今40ka时间内，岩溶盆地内至少出现3+次干一湿环境的旋回演变，其是恢复喀斯特地区古气候的良好载

3、体。关键词：岩溶盆地；Rb/Sr；地球化学；古气候；贵州威宁北方黄土-古土壤系列完好记录了东亚大陆的第四纪占环境演变（刘东生等，1985；丁仲礼等,1989）,人们为了揭示中国南方古环境信息及进行南北古气候对比，对中国南方红土做了大量研究。然而，红土成因等一系列问题一直存在争议（席承藩，1991；黄镇国等，1996；乔彦松等,2007）,使得研究很难取得实质性突破，尤其是西南碳酸盐岩上覆红土（李景阳等，1991；王世杰等,1999；符必昌等,2003）。喀斯特地区红上具有土层薄，连续性差，分布受岩溶控制等特征（李阳兵等，2004）,这些特征决定了其记录的环境信息片面、琐碎，不能作为研究第四纪环

4、境的理想材料。而封闭岩溶盆地（洼地）岩溶地区特有的地貌单.元.其形成和演化过程记载了地球环境变迁的丰富信息，如石漠化的形成和演化过程（谢良胜等,2010a,b）。表生环境中，Rb、Sr元素具有独特的地球化学行为,Rb/Sr是常用的衡量化学风化程度及气候变迁的地球化学指标.被广泛应用于黄土（陈骏等，1996,1998,2001；庞奖励等,2001；陈昉等，2003）、湖泊沉积北方黄土-古土壤系列完好记录了东亚大陆的第四纪占环境演变（刘东生等，1985；丁仲礼等,1989）,人们为了揭示中国南方古环境信息及进行南北古气候对比，对中国南方红土做了大量研究。然而，红土成因等一系列问题一直存在争议（席承

5、藩，1991；黄镇国等，1996；乔彦松等,2007）,使得研究很难取得实质性突破，尤其是西南碳酸盐岩上覆红土（李景阳等，1991；王世杰等,1999；符必昌等,2003）。喀斯特地区红上具有土层薄，连续性差，分布受岩溶控制等特征（李阳兵等，2004）,这些特征决定了其记录的环境信息片面、琐碎，不能作为研究第四纪环境的理想材料。而封闭岩溶盆地（洼地）岩溶地区特有的地貌单.元.其形成和演化过程记载了地球环境变迁的丰富信息，如石漠化的形成和演化过程（谢良胜等,2010a,b）。表生环境中，Rb、Sr元素具有独特的地球化学行为,Rb/Sr是常用的衡量化学风化程度及气候变迁的地球化学指标.被广泛应用于

6、黄土（陈骏等，1996,1998,2001；庞奖励等,2001；陈昉等，2003）、湖泊沉积（金章东等，2001,2002a,b；孙倩等，2010）及风化壳（Dasch,1969）的研究中。本文以贵州威宁麻窝山岩溶盆地为例，分析盆地剖面中Rb、Sr元素组成特征，讨论盆地内沉积环境及源区化学风化程度，进而探讨岩溶盆地是否可以作为研究气候及环境变化的“档案库”，为喀斯特地区古环境的恢复提供依据。1研究区概况与方法1.1研究区概况研究区麻窝山岩溶盆地位于滇东和黔西北乌蒙山脉西陲威宁县迤那镇五星村（图1），地理位置E103°51'103°55',N27°0

7、527°10,汇水面积16.29km2，盆地面积0.74km20区内最高海拔2818.5m,最低海拔2229.0m,年平均气温11.2*C,年降水髭850mm,属亚热带季风气候。研究区东南及北面出露泥盆系I：统（D。白云质灰岩，东北和西南主要分别出露石炭系下统岩关组（Gy）和大塘组（Cd）灰岩。白燕山运动以后，贵州基本处于构造相对稳定期（贵州省地质矿产局，1987）,威宁地区自注：本文为国家重点基础研究发展规划“973”子项目（编号2OO6CWO32O2）-碳段盐岩城化的生物地球化学过程与成土速乘”资助的成果.收稿日期：2011-02-14,改回日期：2012-08-15,责任编辑：

8、刘恋.作者简介：菖振兴，男，1985年生.硕士.研究方向为环境地球化学.通讯地扯：550003,贵州大学资源与环境工程学院»Email：caozhenxinxl23456.通讯作者：吴攀.男,1973年生。博上.教授.主要从事环境地球化学研究工作.Email：pwu.DistributionandEnvironmentalInformationofRbandSrintheMawoKarstBasinSedimentsofWeininginGuizhouCAOZhenxing*WUPan»GUShangyi.PENGDchai,YANGShaozhangCollegeofRe

9、sourceandEnvironmentEngineering,GuizhouUniversityGuiyang,550003AbstractTheevolutionofkarstbasinplaysacrucialroleinearthsurfaceprocesses,whichwellrecordsthehistoryofwatershederosionandchemicalweathering.Rb/Srhasbeenwidelyusedforrevealingenvironmentalinformationamongdifferentpalaeoclimaticarchives.Int

10、hisstudy,baseduponthe!1CdatesandcharacteristicsofKandCaintheMawokarstbasinsedimentsfromWeiningcountyofGuizhouprovince,thegeochemicalbehaviourofRbandSrwereanalysedandRb/SrwerecompiledforthepalaeoclimateinNorthwestGuizhou.TheresultsshowedthatconcentrationsofRbinthefourstudiedprofilesweremostlygreatert

11、hanSr,andstrongpositivecorrelationsbetweenRbandKandbetweenSrandCawereobserved,whichfurtherconfirmedthenotionthatSrwasmoremobilethanRbintheevolutionofMawokarstbasin.TheverticalvariationofRb/Srinallprofilessuggestedperiodicsedimentaryenvironmentinthestudiedarea,whichcorrespondedtothefieldcharacteristi

12、cs*especiallythecolorvariationofthesediments.HighRb/SrprimarilycontrolledbyRbindicatedthearidclimateoralowwaterlevelofthebasin*otherwisetheopposite.Thereexisted3§dry-moistclimatecyclesinthepast4Okaofthekarstbasinthatcouldbeusedasidealarchiveforreconstructingpalaeoclimateinkarstareas.Keywords：ka

13、rstbasin；Rb/Sr；geochemistry；palaeoclimatc；Weining,GuizhouCdCd783.05等高距为100m6。贵州省，/V:研究区（威宁县麻窝山）1、*.»'1*起岩507500.5km剖面3.剖面1剖面2图I贵州威宁麻窝山岩溶盆地地理位置示意图Fig.1SamplinglocationoftheMawokarstbasininWeining,Guizhou1一分水岭讶一沉积盆地边界；3-等高线；4-地层符号：5-剖面位置；6居民点1Watershed|2basinboundary(3contourline；4stratumsymb

14、oli5profilesite,6residentialarea晚上新世以来，时有以隆升作用为主的构造活动（林树基等，1991）,但整体处于被夷平的发展态势。麻窝山流域地表无径流，可认为是相对封闭的盆地型流域。经调查.流域内自16世纪就有人居住，70年代以前盆地内多处于常年积水的湖沼环境。20世纪60年代末至70年代初.盆地西南方向人工凿开一条地下泄流洞，此后至今为陆相沉积盆地现为耕地。由于当地居民大量砍伐树木，在短时间内，流域内大量表土被雨水冲刷到盆地中，造成基岩大面积裸露，石漠化严重。盆地上部堆积的红土与下部湖沼沉积物颜色差异较大，界线明显。1.2样品采集与方法为保证研究的系统性和完整性，

15、根据盆地地形地貌特征，在不同方位选取4个剖面以最大限度控制整个流域盆地的原始沉积特征，剖面具体位置见图1。剖面13位于盆地低洼处，剖面4寒近盆地边缘。样品用传统式钻机采集，钻头则改为锤击式薄壁取土器（样长20cm）,整个过程为干钻采集。在4个剖面中共采集189个样品，各剖面均未取到基岩。将样品密封带回实验室，自然风干后，用玛瑙碾磨细备用。剖面14深度分别约为12m、15m、20m及31m。剖面4深度最大，根据野外观察并结合室内实验分析,对该剖面进行了详细的描述，其沉积特征见表1,除上部红土层及夹有的黄棕色土层为陆相沉积外,其余各层均为湖沼沉积，且渐变过渡，沉积连续性较好。剖面4底部和顶部出现多

16、层土层沉积,可以判断研究剖面是由流域内地表土层物质被水流带至盆地，逐渐沉积而形成。剖面13上部特征与剖面4相似，下部分层较简单，以灰白色湖沼沉积为主。Rb与Sr元素用ICP-MS测试，K和Ca用AAS测定，然后分别计算出K2（）、CaO、Mg（）含量,以上测试均在中国科学院地球化学研究所（贵阳）完成，结果见表2°“C（剖面4典型样品）测年利用加速器质谱仪（3MVTandetronAMS）测定，在中国科学院地球环境研究所完成。测试结果线性较好，可以020004TK7020004TK725-112|HS3m56ri7J8RbRb/Sr-Sr(x|0“)15Rb/SrCaO(%)lllll

17、lll_602009年(ka)20世纪70年代(d)图2贵州威宁麻窝山岩溶盆地剖面中Rb.Sr(X10').Ca()(%.剖面4)及Rb/Sr垂苴变化Fig.2VerticalvariationofRbSr(X10*).('a()(%.profile4)andRb/Srintheprofiles.Mawokarstbasin.WvininginGuizhou1红株色;2丹灰色:3-黄株色庆白色；5杂色：6灰棕色气候旋何，8生物充体，(a)制面l;(b)剖面2«(c削面3»(d)削面，IReddishbrowns2caesious:3yellowishbrow

18、n：4incanusi5-mottle,6graybrowni7climatecyclej8biologicshelli(a)profile11(b)profile21(c)-profile3»(d)profile4如实反映出盆地剖面湖沼沉积断代.以此.确定了盆漠化加剧所致.时间范围约为20世纪70年代后期地内剖面的年代框架(图2)。剖面上部红土层为石至采样时间(2009年)(谢良胜等,2010a)。ftI贵州威宁麻窝山岩溶盆地剖面4沉积特征TableICharacteristicofprofile4inMamokarstbasin,WeininjiinGuizhou沉积物神类深度(

19、cm)縻色等特征描述表上层0-20红株色(5YR58).有大ht植物根系红土堆枳层2082红株色.稍湿润.下部渐变路株色(2.5YR1/8).分界明显.软塾杂色湖沼沉枳层82-146红棕夹白色(5Y8/1).有生物充体出现F部渐变肖灰色(10I1G4/1).软塑有灰色湖沼沉枳层146182青灰色.下都渐变为灰棕色(5YR5/2).软堑灰株色湖沼沉枳层182430灰棕色.粘度较大.下部渐堡为灰白色(5Y7/1).软塑灰白色湖沼沉积层4301333灰白色.在8m上下有碎石出现.下部渐暗.67m及1112m处有生物充体出现.牧0灰棕色湖沼沉枳层13331642灰株色.戒塑黄株色陆相沉枳层164218

20、63黄棕色土W(10YR5/8).下端渐变为背灰色.软叩有灰色湖沼沉枳层18632092以为灰色为主.夹少许棕色物版.F部渐变为棕灰色.软塑灰白色湖沼iKPl/z!20922340上部灰棕色.下部灰白色约22m处有生物壳体出现.软塑黄株色陆相沉积层23402824黄棕色土层.下端渐变为有奴色软塑灰棕色湖沼沉枳物28243100灰株色.软塑表2贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积剖面】4(WM-1WM-4)中Rb,Sr(X10-*)及CaO,虬0(%)等元素组成Table2ThecompositionofRb,Sr(X10-*)andCaO,K,O(%)fromprofile1to4(WM-lWM-4)i

21、nMawokarstbasin,WeininginGuizhou样品编号深度(cm)RbSrCaOK2ORb/Sr样品编号深度(cm)RbSrCaOK2ORb/SrWM-1-120176.047.50.811.903.7WM-2-4188165.044.60.711.843.7WM-1-241177.048.20.921.943.7WM-2-5228168.044.41.311.843.8WM-1-365186.049.40.811.893.8WM-2-625855.954.634.240.561.0WM-1-487169.047.90.891.813.5WM-2-727825.348.742

22、.100.290.5WM-1-5109143.041.10.801.793.5WM-2-831293.639.91.291.262.3WM-1-6130168.045.90.761.803.7WM-2-936294.842.418.440.982.2WM-I-7159170.048.60.701.803.5WM-2-10382120.046.711.621.242.6WM-1-8184174.051.00.701.743.4WM-2-11401113.052.916.841.112.)WM-1-9208170.049.81.601.673.4|WM-2-12440120.048.615.081

23、.182.5WM-1-1023084.458.428.630.771.4!WM-2-13480139.049.113.881.312.8WM-l-1125120.961.8WM-2-14526136.002.7WM-1-12272117.053.51.661.292.2WM-2-1556979.155.328.310.771.4WM-)3303117.044.51.361.382.6WM-2-1660578.650.525.550.801.6WM-1-1432691.42L9WM-2-17648120.043.713.09

24、1.112.7WM-1-15361122.059.216.461.142.1WM-2-1868567.147.331.510.791.4WM-116394102.070.526.010.891.4WM-2-1976178.647.934.100.721.6WM-1-17418107.054.319.981.062.0WM-2-2080558.349.827.660.861.2WM-1-18441147.057.014.981.262.6WM-2-2182146.877.637.300.500.6WM-1-19469143.056.416.401.262.5WM-2-2284445.580.73

25、3.370.550.6WM-1-20488132.053.112.451.152.51WM-2-2392249.493.133.540.610.5WM-1-21510139.057.115.991.212.4WM-2-24102955.610.9WM1-22530130.060.318.571.142.2WM-2-25109120.351.641.560.260.4WM1-2355077.658.127.890.741.3WM-2-26113898.666.124.540.961.5WM-1-24570142.057.215.661.172.5WM-2-27120315

26、6.047.92.971.513.3WM-1-2558081.360.625.8S0.801.3WM-2-28152094.465.323.400.911.4WM-1-26590138.052.914.491.162.6WM-2-291540112.074.821.381.061.5WM-1-27610115.057.313.351.142.0WM-2-30156873.285.629.760.770.9WM-1-2864089.969.426.840.731.3平均cI97.855.020.51.052.0WM-1-2967020.761.3WM-3-120172.0

27、51.50.702.103.3WM-1-3071075.443.017.540.631.8WM-3-273167.047.21.002.023.5WM-1-31740131.060.515.441.142.2WM-3-3110160.046.40.881.933.4WM-1-32770147.058.110.311.262.5WM-3-4149152.045.91.271.853.3WM1-33800121.051.412.601.062.4WM-3-5187157.047.30.981.873.3WM-1-34830135.051.512.641.162.6WM-3-6222171.046.

28、90.702.033.6WM-1-35860111.053.420.070.962.1WM-3-7268166.023.1WM-1-3690072.553.232.290.761.4WM-3-831281.358.825.650.87】.4WM1-37930119.054.017.611.052.2WM-3-9362102.082.1WM-l3897071.572.332.990.671.0WM-3-I0382108.041.31.711.332.6WM-1-39101450.579.019.311.040.6WM-3-11422101.043.61

29、.201.302.3WM1-401064103.053.921.161.001.9WM-3-12462112.002.5WM-1-41110474.170.028.020.771.1WM-3-1347777.155.723.110.821.4WM-l-42114298.853.623.610.921.8WM-3-14545112.048.8).671.272.3WM-1-43117992.859.822.570.911.6WM-3-15578153.055.21.281.422.8WM1-44118968.959.629.250.711.2WM-3-16626108.05

30、2.014.670.892.1WM-1-45119923.755.242.510.320.4WM-3-17686122.055.215.421.162.2平均值116.055.916.681.132.2WM-3-18712121.047.88.421.262.5WM-2-120159.040.50.571.873.9WM-3-19728119.054.313.661.142.2WM-2-2107159.045.60.861.993.5WM-3-20780117.047.07.101.262.5WM-2-3J47)53.04】.90.741.803.71WM-3-21852144.058.313

31、.151.402.5LzsrrSZ'0I"O'S2loszZZ-t-WML'Z92*196-86所Z'OZl靳泊k0iZ3*06Z916-6S6,S86U9Z十代MS7k"09»0711OOK£Z-阡Ci88,090'ZlZW9I*16069sz-r-WM8T££，IS"0EO'V£1£Z0£Ii08*0IZ'SZO'OZ顷6S91t62*109'0o.花07£l0S0860£9,016-0£9

32、'£98-8$029ZT8>'l6019初0'6£lZ£6ZOZ-frKM£i08,08t-62O'OS£E9989M££ZIISS'0ISO-Kl>98269-UMZT18'066*8Z09S9TES*lSS,00'6£0,0frlP08Z89-tKM0I£9"0M*C£0*9S2'SSZSS0Z-顷M9宅8k【ZL'00勺£(T6£lOZ9219-顷M*I09*0Z79"

33、;OSS'TS60S6l-fr-WM2£iri££'Z£60,6Zl0099V-WM608S*091勺£HZSSSSl-fr-WM厂£ZfO厂6£O,SlS£SZS9-I-WMI89,0P9.栈Z7S8,£9wZT-t-WM9TIS*I£8,0E0'IH66FZ9zZl'IZ厂5£,£>0-9119,小M9%frS'l6"I30TM9$fZS9-VWMo61【LI9'n0*6X1SI-t-WM9YZS*lZLPS

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39、T2SUS8,08V8919S-S-WMt'Z81,!"697SO'OZT6S>1ItII"0Z0hfr*6fr8,$S6£9ISS-C-WMI£ZL'Z91O'tt07SI£££lOt-V-PVM|IS909»*6297$97SS8SIE-EJNM62ZflLL'LZS0*9HS6ZI6E-V-WM809S-086.实S,SS£争61-S!££-5MZ'SVO8ZMZ9'9£gw19ZI盼顷M£I18,

40、09T'LZ£所ZS00$IZC-S-WML'ZZ£l0£'9VIS0,0H0V2I1zz92*1L6ZXT9OTFl89Hl£-5MV，88098,139,91OTZE8U9£-t-WM0Ito"IZ'ZZZ76826Zt£lOS-S-WMO'!U*OIS'929.以S,Si92USS-hJNMIIS6'09S-619*8Z技98L3ZI6Z-5MOU99,0S8,62Isz0801mum9I86-0PZ'IZ059£36”Z【8Z-E4VM

41、3;szoH'929宾Z£Ol££-tKM6ItO7V6-SIITS0*201£811Z2-E-WMI>IS,1心IN£OTSl0001ZS-t-WM£zzri9L宅【厂舞0*021SEI!9Z-E-WM9T6Z16,0>8£0,8SIZ£68I66,00£'ZZL'9S0*t0lZPOlSZ-E-WMI,£££t80k8£0-6U098OE-V-WMz£Z'l69710721Z00【f2-£WM

42、63;28ZI180L'9t0'90I0Z862-t-WMz£09'I【£【8N£0'6£【£96£Z£JNM928Z'09跳0,61198Z82->4MALZOfr'T09UI87SOSPIZ68ZZ-S-IMM】s/qO«DJSMM(WO)画邀各，皆甜的/qx。喝ODJSqx(un)前湫台眄皆封I队£9Z£9Z'目'毋物*及化Gs、qx中叩隰朋碧景悟中俱独土州W祖：也家域尚z我00000100Rb(XI0-6)150200

43、.5O.5O52.2.LLo.()ow050100Sr(XI0'6)ooo32I()OCQU150图3呢州威宁麻窝山岩溶盆地剖血中Rb与K2()(a)及Sr与Ca()(b)关系图Fig.3CorrelationofRl)withK；()(a)andcorrelationofSrwithCa(Xb)ofprafiiesinMawokarstbasin.Waning.Guizhou1削而剖面2,3制面3以制而I1Profile111profile2i3profile3«-profileI23Rb/Sr图4贵州威宁麻窝山岩溶盆地剖面中Rb/Sr与Sr(a)及Rb/Sr与Rb(b)关

44、系图Fig.4CorrelationofRb/SrwithSr(a)andcorrelationofRb/SrwithRb(b>ofprafiiesinMawokarstbasin,Weining.(iuizhou】一剖面1:2制而2:3剖面3M剖面41Profile111profile2i3profile3»4profile42结果与讨论2.1Rb、Sr元素地球化学特征沉积剖面14Rb元素变化范围分别为20.9X10°186.0X10-6,20.3X10*168.0X10%41.7X10&172.OXIO*及23.0X10%85.0X10'.波动幅度

45、较大，共中红土堆积层及黄棕色土层含量最高，其次为灰棕色层.次灰色和色白色层最低.Rb含ht均值分别为H6.0X10-%97.8X10S108.1X106及120.2X106。剖面14Sr元素含量范围分别是41.1X10679.0X106,39.9X10693.1X106,37.8X10697.7X10"及16.6X10-675.6X10",红土堆积层及黄棕色土层Sr含量最低,峰值出现在有生物壳体的灰白色层，与Rb元素含岫变化相反。Sr元素含帝均值分别为55.9X10L55.0X10S56.1X10。及46.9X106,其中剖面4中均值较其他剖面偏小.而Rb含虽均值偏大，与其

46、位于盆地边缘，剖面中有较厚的黄棕色土层沉积有关（表2,图2）。各沉积剖面Rb,Sr含量有明显的垂直变化规律.同一深度Rb含ht样遍高于SrIL波动幅度较Sr大.仅在Sr含最较高的层位，Rb含ht才有所降低，甚至低于Sr的含量。Rb,Sr垂直分异呈大-小一大交替演变，即红土堆积层及黄棕色土层中分异明显，生物壳体层分异最小，呈现出随上层与生物壳体层的交替演变而变化（表2,图2）0此外，Rb与K2（）有良好的正相关关系（图3a）,这是因为Rb离子半径与K接近，常以类质同像赋存于钾长石、云母等富钾矿物中。Sr的地球化学行为类似于Ca,常赋存在含Ca的斜长石和碳酸盐等矿物中.从而，盆地沉积物中Ca（）含

47、U低时，Sr含址较低且变化幅度较小.随Ca（）含址的增加.Sr含植相应增大，呈现出正相关关系（图3b）0沉积物剖面中Ca（）含址变化范围分别为0.70%43.】7%,0.57%42.10%,0.70%35.98%及0.34%42.04%,变化幅度较大，红:t堆积层及黄棕色土层含量最低.生物壳体层有峰值出现。各剖面均值分别为16.68%,20.5%.14.84%及8.95%,位于盆地边缘的剖面4最低。剖面垂直变化与Sr一致，与Rb相反（图2）。2.2Rb/Sr及其环境意义Rb,Sr的分异程度大小可用Rb/Sr值来衡量.其值越大,分异程度愈大，各剖面中呈大一小一大的交替规律演变。剖面14Rb/Sr

48、（S变化分别为0.33.8、0.43.9,0.63.7及0.4-4.1,峰值出现在Rb含量较大、Sr含吸较小的红土堆积层和黄棕色土层中，最小值则出现在Sr含量较大、Rb含量较低的灰白色生物壳体层位。剖面间Rb/Sr具有较好的一致性，与剖面颜色变化相吻合（图2）。Rb/Sr小时，其主要受控于Sr含屋的影响.随着Rb/Sr（fi的增大.Sr含量逐渐减小并趋于稳定，转向受Rb的影响（图4）。Rb/Sr的垂直变化表现出Rb与Sr分别交替控制的特征，生物壳体层较低土层中Rb/Sr值较高。生物壳体的出现，表明盆地曾处于富水的湖泊环境.此时，沉积物中低Rb/Sr值与CaO（碳酸盐）的形成密切相关，其主要包括

49、碎屑来源、自生和生物成因等类型（Robbinsetal.1992；Lengetal.2004）,剖面中生物壳体的存在一定程度上提高了沉积物中Ca（）的含量。碳酸盐的沉积常常伴随有Sr的沉降，并产生稀释效应，致使Rb含址较低，Rb/Sr值偏低。湖泊沉积物中低Rb/Sr值常指示高湖面（申洪源等,2006）,并因流域岩石化学风化程度增强而变小（金章东等，2001,2002a,b）。富水的岩溶盆地低Rb/Sr值，亦表明盆地水位较高.指示降雨量较多的湿润气候，源区化学风化程度较强，并可能产生正反馈效应，促使碳酸盐的形成。然而，湖泊沉积物中滴CaC（）3常指示暖干气候，与岩溶盆地的湿润气候不一致.可能与源

50、区的高风化强度、生物活动（金章东等,2002a）及两者富水量（能量）的大小有关。当水位降低.位于盆地边缘的剖面4逐渐转变为干涸状态，钙层沉积随之向盆地中心退缩，面积减小，盆地边缘不再接受碳酸盐沉降，以土层沉积为主。而位于盆地中心低洼地带的剖面13下部Ca（）含昼均较高.也进一步说明盆地中心地带可能长期处于湖沼环境。因此，盆地边缘与海岸线特征（能够较好的记录海平面变化）相似（刘东生等，1997）,能够详尽记录盆地内水位变化。表生风化过程中，与Rb相比，离子半径较小的Sr更易被淋失（陈驶等.1996；黄润等，2007）,且富Rb矿物较富Sr矿物更稳定，易被粘土矿物吸附而保留（马英军，1999）,使

51、风化壳随化学风化程度的增强.Rb/Sr值逐渐增大（Dasch,1969）。剖面顶部红土层和黄棕色土层中Rb含量较高，Sr含量较低，Rb/Sr较大，依然保留有沉积形成时的倒置风化壳的陆相沉积特征，表明盆地处于干涸或低水位的环境，指示降雨量较少的干早气候。在这种条件下（倒置风化壳），随风化强度的增加，Sr元素被淋失，Rb/Sr值逐渐增大,并可指示降雨地变化，其值越大，降雨量相对越多（陈骏等,1998,2001）,但与湿润气候期相比亦较少，流域侵蚀速率相对增加。综上所述，盆地内Rb/Sr的环境意义为：Rb/Sr高时.盆地处于低水位或千涸状态,盆地T涸处.类似于倒置的风化剖面，源区风化程度较低指示降水

52、较少的干旱气候;Rb/Sr值低时,盆地处于富水的高水位环境,源区风化强度相对较高，指示降水较多的湿润气候。此外，Rb/Sr还可反映CaCO3沉积或淋滤悄况。2.3沉积旋回的探讨Rb/Sr的周期性变化，表明岩溶盆地沉积环境的交替演变。依据以JL分析，盆地内经过多次低一高水位的旋回，即干湿交替现象。剖面4记录的旋回最多，在过去约40ka的时间内.大致出现4：个旋回周期。剖面13大致可划分为3个旋回周期.与剖面4深度1261cm之上的3个旋回对应（图2）。各剖面不同层位厚度稍有差异，与所处的地理位世有关。第1个旋回（.约35ka前至30ka前）：此旋【可仅削面4能清晰辨识，深度约为1261-2250

53、cm.剖面13由于深度较浅，均不能明确显示。上部为灰棕色沉积物，逐渐转变为黄棕色土层，其下渐变为商灰色.最底部则为有生物壳体的灰白色层。Rb/Sr值在黄棕色.七层中最大，生物壳体层最小。气候由湿润一干旱一湿润转变，相应风化强度变化为强一弱一强。第2个旋回（，约30ka前至20ka前）：剖面13均为灰白色层，剖面4深度范闱为6901261cm。该旋回颜色无明显变化.但Rb/Sr值呈低-高一低变化，Rb/Sr值小的层位有生物壳体出现。气候由湿润一干旱一湿润转变，相应风化强度为强一弱一强。第3个旋回（，约20ka前至20世纪70年代）：包括育灰色层、灰棕色层及其下部灰白色层，剖面】4深度范围分别为251710cm、2781029cm、3121342cm及146690cm。青灰色层为临近旋回的过渡层，灰棕色层Rb/Sr值较高，盆地处于水位较低或干涸状态，此层样品含水率较高，受地下水影响较大。灰白色层有大量生物壳体出现.Rb、Sr含时差异不明显，Sr含量较Jt他层位波动稍大,Rb/Sr值较小，区域气候湿润，盆地水位相对较高oRb/Sr值自底部向上呈低一高一低变化，气候呈湿润干旱一湿润