金华北山洞穴水地球化学变化特征及气候指示意义

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为揭示洞穴滴水地球化学变化特征及对外界气候变化的指示意义,本文选取了金华北山的双龙洞和二仙洞为研究对象,从2014年5月到2015年5月对金华北山双龙洞和二仙洞洞穴的水温、pH值、电导率、HCO3-、cl-、SO42-、Ca2+、 Mg2+、Ba2+和Sr2+浓度及元素比值等进行连续13个月的观测,并结合当地气温和降水量数据,分析了金华北山洞穴水的地球化学变化特征及其气候指示意义,主要结论如下:(1)洞穴内的温度和洞穴水水温变化幅度相对较小,主要受外界温度变化的影响,与外界气温变化相一致,离洞口远近是影响洞穴温度和洞穴水温的变化重要因素,洞穴水水温在一定程度上还受到水的运移路径的影响。(2)外界大气降水是影响金华北山洞穴水pH值的重要因素,呈现出雨季低、旱季高的特点。金华北山洞穴水的电导率主要受降水影响,也受运移路径的影响,不同类型的洞穴水之间存在明显差异。(3)金华北山洞穴水的HCO3-主要受降水的影响,不同类型的洞穴水之间浓度和变化特征存在差异;Cl-浓度变化相对较为复杂,与降水和温度变化对应关系并不明显;金华北山洞穴水SO42-浓度有明显的季节变化特征,变现为雨季高、旱季低,不同类型的洞穴水之间存在一定的差异,降水及运移路径是影响洞穴水SO42-浓度的重要因素。(4)受上覆基岩厚度、运移路径及水-土-岩相互作用时间等因素的影响,金华北山不同洞穴水阳离子(Ca2+、Mg2+、Ba2+和Sr2+)及其比值在平均值和变化范围上有明显的空间差异。北山洞穴水阳离子浓度呈现出在降雨初期升高,雨季浓度低于旱季。降水是影响阳离子浓度变化的重要因素。(5)洞穴水中Mg/Ca、Sr/Ca比值对外界降水有很好的指示性,但也受气温的影响。其中,Mg/Ca比值变化主要是由外界降水引起的,但也受气温的影响;而Sr/Ca比值变化除了受降水影响也受其它因素的影响;而Ba/Ca比值变化复杂,对降水和气温指示意义都不明显。
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