长江中游位于副热带，是东亚季风的中转站，其位置东临西太平洋，南邻印度洋，是东亚夏季风系统内部东南季风与西南季风交汇的中心地带，是季风演变历史和古气候研究的理想场所。湖北清江和尚洞位于长江中游的湖北省长阳县，选择该地区进行古气候和古环境研究是比较合理的。论文首次尝试利用石笋的密度以及热释光来研究古气候，结合已有的气候代用指标如δ18O、δ13C、沉积速率及温度、降雨等数据，开展石笋物理性质与古气候变化研究。　　 碳酸盐的密度主要与其结构和裂隙有关，不同裂隙密度导致不同碳酸盐密度，石笋方解石晶体生长时，晶体中的缺陷，裂隙被为周围水溶液和气体充填，在晶体进一步结晶时，捕获这些水溶液和气体，形成流体包裹体，所以石笋的密度与包裹体有关，石笋中的包裹体多为密度很小水溶液和气体(密度小于1.g/cm3)，因此，石笋中包裹体的含量是影响石笋密度的重要因素。包裹体数量多，密度小，反之密度大。　　 热释光是一种物理现象，是晶体受到辐射作用后积蓄起来的能量在加热时重新以光的形式释放出来的过程，方解石的热释光强度与周围辐射以及晶体缺陷有关。　　 论文首次对湖北清江和尚洞的HS4石笋9000年来的密度和热释光进行测定，前者利用自制的简易实验装置对HS4石笋9000年密度进行了测量和研究，该装置具有简单，易操作，精度高(2σ=0.0008)，对样品损伤较小，并且耗费较少等优点；后者采用国产RGD-3B型热释光分析仪测量。得到如下结论：　　 1)HS4石笋密度与已有的δ18O，δ13C，沉积速率，重建的温度，降雨数据对比发现，密度与δ13C大体上有较好对应关系。δ13C能指示气候干冷，暖湿，笔者认为气候暖湿时，滴水中有机质多，其对方解石生长的抑制作用就越强，晶体中缺陷和包裹体越多，易形成疏松方解石结构，密度小；反之，气候干冷时，滴水中有机质相对少，有机质对方解石的抑制较弱，易形成致密方解石结构，密度大。　　 2)为了探讨密度的影响因素，论文对水平方向上(垂直于生长轴)的密度与有机质进行测定，发现二者存在相反的变化关系，密度呈现中间低，边缘高的规律，而有机质呈现中间高，边缘低的趋势，笔者认为有机质是影响密度变化的直接因素。石笋密度可以反映滴水有机质变化，洞穴滴水有机碳来源于土壤有机碳，而土壤有机碳主要起源于植物，从而反映植被变化，最终能达到反映气候目的。　　 3)采用国产RGD-3B热释光分析仪测定了HS4石笋方解石的热释光强度，发现其与洞穴所在地区的降水有较好的相关关系，说明石笋的热释光具备反映古气候变化的潜力。