火花海钙华坝震后景观和“韵律层”钙华沉积      图片来源：中国科学院成都山地所

钙华沉积被认为是重建古气候与古水文事件的重要信息载体之一，尤其对于高山峡谷区沉积物保存困难的地区。如何提取钙华沉积记录的环境代用指标并构建可靠的年代序列，进而建立连续沉积与环境序列，成为揭示青藏高原东缘古气候、古环境变化过程与规律的关键性难题。

2017年九寨沟震后火花海钙华坝溃决，出露具有一定“韵律结构”的河流表生层状钙华沉积。在中国科学院院士崔鹏指导下，中国科学院成都山地所研究员葛永刚团队，通过对九寨沟火花海钙华坝地貌学、沉积学和年代学的系统研究，系统分析了九寨沟火花海钙华坝“脏”钙华层和“干净”钙华层的矿物成分、主要组成元素（K, Ca, Na, Mg, Al）和同位素（¹³C和¹⁸O）的差异性特征，结合现代钙华成因过程，明确这种“韵律结构”能够指示区域气候水文波动变化。“干净”钙华指示常规气候环境下水溶性碳酸盐物质沉积；“脏”钙华层指示季风多雨时期地表土壤侵蚀硅铝酸盐混入钙华沉积，同时积累了可供碳十四测年的有机物质。

在对钙华沉积创新性分析研究的基础上，利用环境指标和年代序列模型，重建九寨沟早中全新世高分辨率气候水文变化历史，并从中识别出九寨沟流域早中全新世7次季风强降雨事件导致的洪水频繁期（flood-rich periods），为今后西南季风区河流古洪水研究提供重要参考。同时，沉积环境指标指示全球性气候突变事件（8200 a BP 和5500 a BP）可能对该地区造成影响。该研究为重建九寨沟钙华沉积演化历史提供了科学依据，丰富了对青藏高原东缘早中全新世气候水文变化规律的认识。

该研究工作得到了国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究等项目的支持。相关研究成果发表在CATENA上。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104834