石笋作为记录地球气候变化历史的重要载体一直以来被广泛应用与古气候重建研究中，其中，石笋碳酸盐氧同位素（δ18Oc）是最常见且重要的气候重建指标。在印度季风区，其中一条最为重要且完整的全新世石笋δ18Oc记录来自于阿曼南部Qunf洞穴Q5石笋，该记录被认为能够反映夏季降水量变化，从而进一步反映全新世印度夏季风强度。然而同样被认为反映印度夏季风强度变化的阿拉伯海海洋沉积记录却表现出与石笋记录完全不同的趋势，二者在岁差波段上存在显著相位差异，被称为“海－陆岁差相位的困惑”。这也使得该地区石笋δ18Oc记录的气候指代意义饱受争议。印度夏季风在全新世究竟是怎样变化的？其变化与岁差或北半球夏季太阳辐射强度的关系是怎样？石笋δ18Oc是否可以直接反映印度夏季风强度？围绕这些问题，迫切需要开展更多的研究。 本研究致力于通过Q5石笋多指标记录并借助气候模式试验结果厘清石笋δ18Oc的气候意义，并重建阿曼南部全新世气候变化。本研究对Q5石笋样品进行了更加精确的年代学测试，研究获得的多指标时间序列包括稳定碳同位素（δ13Cc），三氧同位素17O异常（Δ′17O），初始234U/238U，微量元素（Mg、Sr、Ba）以及石笋流体包裹体氢、氧同位素（δDfi和δ18Ofi）。本研究主要使用了EC-Earth气候模式所模拟的8kaBP（8K）和工业革命前（pre-industrial period，PI）的试验结果。研究获得的主要成果如下： （1）建立了石笋流体包裹体水测试分析装置和方法。本研究利用基于波长扫描光腔衰荡光谱技术的Picarro-2140i水同位素光谱仪，搭建了石笋样品破碎和水汽输送装置，利用该装置和方法测试获得石笋流体包裹体水δ18Ofi值的标准差为0.5‰，δDfi值的标准差为2‰。 （2）利用石笋包裹体重建了Qunf洞穴全新世温度变化。在全新世初期阶段温度急剧升高，在约10kaBP后温度在21℃至25℃范围内波动，总体呈下降趋势。 （3）阿曼南部在中全新世时期发生了水汽源变化。本研究利用石笋流体包裹体和三氧同位素研究新技术，获得了Q5石笋δDfi、δ18Ofi和Δ′17O记录，并重建了全新世水文变化特征和水汽源区相对湿度。结果表明在约6kaBP时期，Qunf洞穴的水汽来源或水汽源区气候特征可能发生了变化。气候模拟试验结果证实了这一发现：在全新世中期，除了阿拉伯海为研究区域提供主要水汽外，北非夏季风也将来自热带大西洋、北非大陆以及红海等地区的水汽输送至阿曼南部。 （4）Q5石笋δ18Oc反映大尺度季风环流。在早－中全新世季风较强时，Qunf洞穴收到了更多北非夏季风带来的远源水汽，降水δ18Op偏轻，导致石笋δ18Oc的值也偏负。在约6kaBP以后，随着北半球夏季太阳辐射的减弱，北非夏季风随之减弱，仅有印度夏季风为Qunf洞穴提供近源水汽，且降水量减少，导致降水δ18Op偏重，从而石笋δ18Oc的值偏正。由此可见，Q5石笋δ18Oc记录反映了全新世亚－非“超级季风”区域的水文气候变化，印度夏季风和北非夏季风与北半球夏季太阳辐射的强度同步变化。 （5）阿曼南部在全新世呈现出由干变湿的趋势。Q5石笋(234U/238U)0、δ13Cc和微量元素比值（Mg/Ca，Sr/Ca，Ba/Ca）记录表明全新世Qunf洞穴所在区域呈现出由干变湿的趋势，EC-Earth模拟试验也发现研究区域有效降水（降水量-蒸发量）总体小幅增加或没有变化。这意味着当早－中全新世降水增强的同时，蒸发量也随之增加，甚至高于降水量。这一发现改变了以往所认为的全新世阿曼南部由湿变干的认识。 |
