岩溶洞穴次生化学沉积物(尤其是石笋)作为研究气候变化的重要载体取得了一系列令人瞩目的成果。石笋等洞穴碳酸盐沉积物中有δ18O和δ13C、生长速率、微量元素及其同位素、纹层等丰富的气候替代指标,其中氧同位素(18O)是目前洞穴研究者最为关心和应用最为广泛的众多环境替代指标之一;我国石笋氧同位素序列也陆续发表并被古气候学界广泛引用。但是,大气降水的同位素信息在经过土壤层、岩溶管道传递,并在最终形成洞穴滴水以及洞穴碳酸盐沉积物的过程中,会受到洞穴所在地区的气候条件、地形地貌、洞穴内部温度、湿度、CO2浓度以及洞穴上覆岩层厚度、裂隙发育程度等因素的影响。这种影响因素的多元性以及时空的差异性,使得对洞穴碳酸盐沉积物各种指标的解译存在较多争议。因此,本文对研究区的洞穴系统进行了自上而下的现代监测,分析各类洞穴水δ18O特征及其在传递过程中对外界气候环境记录的差异。这不仅有助于分析洞穴现代沉积物形成机制,也为解译东亚季风区石笋δ18O信号的气候意义提供科学参考。本文以贵州纳朵洞为固定监测点,以氧同位素为主要监测指标,通过野外取样、实验分析,并结合当地气象资料,对安顺地区大气降水、土壤水、表层岩溶泉水、洞穴滴水、洞穴现代沉积物中的氧同位素组成进行了连续3个水文年的系统监测。分析氧同位素在洞穴水之间的演化和传递过程,初步探讨了现代沉积物的沉积机理,并将它们与外界气温和降水量做了对比分析,得出以下结论:(1)以纳朵洞洞外大气降水中氢氧同位素监测数据为基础,建立了研究区大气降水线方程(LMWL):δD=9.24δ18O+22.92(r=0.99,n=30,p<0.001),该方程的斜率和截距均偏大,是因为较小分子质量(D)的元素在未饱和大气中的蒸发富集时,其分馏效应大于较大分子质量的元素(18O),导致雨水中的δD相对富集。(2)洞外大气降水的δ18O值存在明显“雨季偏轻,旱季偏重”的季节特征。这是由于降水水汽来源不同导致的,雨季的降水主要来自海洋性暖湿汽团,δ18O值较低;而旱季降水水源主要来自大陆性干湿汽团和内地水汽的再循环,强烈的蒸发过程导致重同位素富集,δ18O值较高。与此同时,大气降水中δ18O值与当地的温度和降水量的相关性都非常高,表现出了明显的“降水量效应”和“反温度效应”。土壤水基本继承了大气降水同位素的季节特征,即:雨季偏轻,旱季偏重。但由于受到上覆土层和岩溶表层带的滞留和调蓄作用,地下水混合过程较强,导致表层岩溶泉水均质化明显,季节特征减弱。(3)6处洞穴滴水对于外界大气降水同位素信号的继承度不同,对外界环境变化响应的敏感度也不同;但各滴水点同位素季节变化规律一致,表现出整体同步的特征。此外,研究表明6处滴水点主要受大气降水补给,但6处滴水点δ18O值的年平均值更接近雨季时期大气降水的δ18O均值,因此推测雨季降水对洞穴滴水的贡献是主要的。(4)6个滴水点的δ18O值与洞外月均气温均表现出较好的正相关性,可能是因为纳朵洞洞内通风条件较好,洞穴所在山体土壤层较薄,土被不连续,包气带较薄,使得洞穴气温受外界气温影响较大,例如:地下水在夏季高温作用下强烈蒸发,所以滴水的δ18O值相对偏高。(5)纳朵洞新生碳酸盐沉积物存在不同程度的沉积间断,沉积物与洞穴滴水之间大多未达到平衡分馏,可能与洞穴气温波动大,湿度较小等物理环境性质相关。纳朵洞沉积物δ18OV-PDB值整体偏低,可能是因为滴水δ18O值主要继承至雨季降水;其中D11沉积物δ18OV-PDB值的变化趋势与D11滴水点的δ18O值存在相似的季节规律,可以说明洞穴新生沉积物δ18OV-PDB值主要继承了洞穴滴水δ18O信号。