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在过去的20年间,中国黄土高原黄土-古土壤序列的碳同位素研究取得了一系列的成果,并被广泛的应用到黄土高原古气候和古植被的重建研究,然而,黄土-古土壤的研究多集中在对黄土高原塬面边缘沟谷出露的天然剖面,黄土中的无机碳酸盐是否受外部空气和水分的影响,这些剖面表层至某一深度与外界环境是否可能发生交换或处于一个开放或半开放的环境?即黄土序列天然剖面是否受到后期的环境影响尚没有报道,这是同位素地球化学研究需要了解的问题(也即样品应该处于化学封闭条件)。因此有必要了解竖井剖面所体现的有机质和碳酸盐碳同位素特征。
基于对上述问题的讨论,本文通过对我国黄土高原中部典型黄土塬面董志塬西峰地区和洛川塬的竖井剖面多环境指标(磁化率、有机质碳同位素,总碳酸盐碳同位素、TOC含量、TN含量和C/N)数据对比分析得到了如下一些认识:
1)黄土-古土壤序列的竖井剖面与天然露头剖面有机质碳同位素组成基本一致,表明天然露头剖面有机质碳同位素组成不受后期环境影响。
2)黄土-古土壤序列的天然露头剖面总碳酸盐碳同位素组成可能受后期环境影响,但有待进一步深入研究。
我们的结果表明:后期环境变化对天然剖面有机质碳同位素组成没有显著的影响,而对总碳酸盐碳同位素是存在影响的。同时两个竖井剖面有机质碳同位素和总碳酸盐碳同位素之间并不完全一致的关系特征,对于总碳酸盐如何受到后期环境的影响问题,不能得到准确的原因,只能进行可能原因的分析。希望今后的工作能加强这方面的研究,首先是加强对同一地区天然剖面和竖井剖面碳同位素的综合对比研究;其次是加强西北或东南方向其他竖井剖面的研究;同时通过在黄土-古土壤转换层上下位置从水平方向向里进行空间高分辨的碳同位素测定,从而精确判断外界环境如何以及在多大程度上影响总碳酸盐碳同位素组成,进而深入了解有机质和总碳酸盐碳同位素的相关关系,这将有助于更准确地理解黄土-古土壤碳同位素所记录的古植被和古气候变化历史。