水成沉积物回授光释光测年可行性初探

通过对滹沱河冲洪积物、阳原盆地湖相地层细颗粒石英天然热转移光释光(TT-OSL)信号测量、回授剂量恢复测试以及简单多片光释光(OSL)与回授光释光(Re-OSL)测量结果对比等,探讨了细颗粒石英回授光释光在水成沉积物测年中应用的可能性。结果表明,冲积样品回授光释光信号没有随深度逐步增加的规律,而湖相样品热转移光释光信号随深度逐渐增大;冲洪积物细颗粒石英样品回授光释光不能得出剂量值,剂量不能恢复;而湖相样品回授实验室附加剂量与测得的剂量在2%的误差范围内一致,说明回授光释光测年在一定时间范围内对于湖相样品测年是可行的;细颗粒石英回授释光在测量>10万a的湖相样品年龄方面具有很大的潜力     

古湖岸堤沉积物石英光释光测年研究:以中国东北兴凯湖为例

古湖岸堤是湖面波动的地貌证据,可以用来重建古湖泊演化.古湖岸堤沉积物的准确测年是应用此地貌学证据重建湖泊演化的关键.以我国兴凯湖最低一级湖岸堤——大湖岗为研究对象,采用石英小片技术,应用单片再生剂量法(SAR)对大湖岗2个不同位置的剖面风成砂质沉积物(共13个样品)进行了光释光(OSL)测年.样品石英组分的光释光衰减曲线特征表明,样品的释光信号以快组分为主,预热坪和实验室剂量恢复实验结果表明,SAR法可以用来测量兴凯湖古湖岸堤样品的等效剂量.通过分析样品等效剂量分布情况和比较3种年龄模型(平均值模型、中值模型和最小值模型),认为大湖岗湖滨砂质沉积物在沉积埋藏前石英光释光信号晒退完全,获得的OSL年龄是可信的.年代结果表明,大湖岗采自不同位置的2个剖面的年代范围一致,且各个剖面中所有年代均随地层顺序变化;另外,2个样品的OSL年龄与同层位的炭屑样品的14C年代结果在误差范围内一致,进一步表明OSL测年技术可以获得可靠的兴凯湖岸堤沉积物的年龄.尽管与前人使用热释光(TL)测年方法研究大湖岗形成年代有较大差别,本文认为兴凯湖最低一级古湖岸堤——大湖岗形成于距今约1.24-0.50 ka.     

西南天山明尧勒背斜河流阶地沉积物的光释光测年

晚第四纪细颗粒河流阶地沉积物的准确定年是当前光释光测年研究中的一个难点。利用简单多片再生法(SMAR)、单片再生法(SAR)等对新疆西南天山喀什前陆盆地明尧勒背斜喀浪勾律克河阶地沉积物样品的细颗粒石英光释光(BLSL)信号、混合矿物红外释光信号(IRSL)和红外后蓝光释光信号([Post-IR]OSL)进行测量。通过对比同一样品的细颗粒石英BLSL、混合矿物IRSL和[Post-IR]OSL的等效剂量值,认为细颗粒石英简单多片再生法是河流阶地沉积物释光测年最为适用的方法之一。对于细颗粒混合矿物而言,由于长石矿物的异常衰退,对于等效剂量De>70Gy的样品,其IRSL等效剂量值均偏小;其[Post-IR]OSL等效剂量值仍需慎重使用。通过对同一样品细颗粒石英多个测片的单片再生法等效剂量值分布以及简单多片再生法多个测片校正后天然释光信号强度的一致性判断,认为样品LEDL03-87q,LEDL03-86q和LEDL04-54q在沉积时的光晒退是不均匀的,采用最小等效剂量组分来计算沉积年龄     

宇宙成因核素埋藏年龄测定及其在地球科学中的应用

原地生成宇宙成因核素埋藏测年方法,在晚新生代沉积物尤其是陆相碎屑沉积物测年上具有广泛的应用前景.在同一岩石或矿物中的宇宙成因核素对,例如26Al和10Be在地表的生成速率比值是固定的,不受纬度和海拔的影响,但是这一核素对分别具有不同的半衰期.在地表经历了暴露的沉积物被埋藏后,该比值会随着时间而降低,因此具有不同的半衰期...     

第四纪沉积物ESR年代学研究进展

在缺少第四纪火山活动的区域,沉积物成为第四纪地质构造和地貌、环境演化等方面研究的主要年代学测量对象.对于老于200ka的沉积物,电子自旋共振(ESR)是潜在的测量方法之一.ESR信号中心会在光晒退或热事件的作用下衰减或"回零".对于第四纪沉积物而言,在最后一次埋藏事件发生之前,只存在阳光晒退作用,因此了解各ESR信号中...     

细颗粒石英光释光测年:简单多片再生法

文中报道了细颗粒石英光释光测年中测量等效剂量的一种可靠技术——简单多片再生法。该技术的核心是引入单片再生法中试验剂量校正感量变化的功能,即在天然和再生多测片光释光信号测量后,再对各测片辐照以试验剂量,利用试验剂量的光释光信号响应对各测片归一化,同时校正可能发生的感量变化。从方法学上,这一技术具有以下优点1)试验剂量可以校正各测片的感量变化;2)对各测片归一化,克服了实验数据分散度的问题;3)通过对比简单多片再生法与单片再生法在测年中的表现,证实简单多片再生法可以克服单片再生法中可能发生的光释光信号的积累问题。最后,文中通过测定参考年龄样品,即洛川剖面末次冰期马兰黄土(L1)的开始堆积年龄,验证了简单多片再生法的可靠性,即在提高测量准确度和精度的同时,更节约时间     

城市活断层探测中钻孔岩心光释光样品的采集

钻孔岩心测年样品具有较一般地质样品更为复杂的影响因素,样品特征对年龄可靠性有非常重要的影响,且主要受钻进方法和采样过程的制约。采用回转钻进取全心的方法,对光释光测年带来的不确定性影响因素主要有扰动导致软弱土层、砂层的混染;泥浆渗入对样品的污染;挤压和摩擦生热对释光信号的可能影响等。除样品特征外,含水量的变化及放射性平衡状况等对钻孔岩心样品的年龄可能存在影响。释光测年样品的基本要求、测试技术和方法是野外正确采样的依据,针对城市活断层探测工作中钻探任务的一般要求,文中提出了岩心光释光样品采集的建议,并对年代测试时需要考虑的不确定性因素进行了讨论     

不同沉积环境相样品的释光古剂量比对

从天山北麓采集了晚第四纪风成、冰水相和河流相的粉砂样品,对它们进行了热释光、绿光释光和红外释光的古剂量测定。结果表明,对于经充分光晒退的风积物样品,三者的测量结果没有差别,而对于曝光不足的冰水相样品,热释光获得的古剂量值明显大于绿光释光和红外释光的古剂量值     

山西应县护驾岗冲洪积台地地层光释光年龄及其指示意义

利用细颗粒(4～11μm)石英简单多片再生法(SMAR)光释光测年技术对山西应县护驾岗冲洪积台地地层进行系统测年,研究表明,样品的光释光信号以快组份为主,适合光释光测年.根据年龄数据和深度建立年龄-深度曲线和函数,推算出了剖面的沉积速率.在(距今,后同)66.46ka ～ 33.62ka期间,剖面沉积速率共发生4次变化,沉积速率的变化与同期古里雅冰芯记录的δ180变化趋势基本一致,即沉积速率快对应于冷期,沉积速率慢对应于暖期.具体来说,66.46ka～60.23ka,MIS4冷期,沉积速率为0.6055 m/ka;60.23ka～47.15ka,MIS3c暖期,沉积速率为0.0382m/ka;47.15ka～42.65ka,MIS3b冷期,沉积速率为0.4512 m/ka;37.89ka～33.62ka,MIS3a暖期,沉积速率为0.1986m/ka.综合以上因素得出:气候的变化是研究区66.46ka～33.62ka期间沉积环境变化的主要因素.     

毛乌素沙地东南缘全新世湖相地层石英和钾长石释光测年对比

采集来自毛乌素沙地东南缘巴图湾、大沟湾和三岔河等3处典型湖相地层出露点的3个样品,分别提取石英和钾长石矿物组分,采用小片技术(样品直径2 mm)进行释光年代测试,并将两种矿物年代结果进行对比研究.应用单片再生剂量(SAR)流程测试了石英样品的等效剂量(预热温度选为260℃).剂量恢复实验和光释光特性显示,SAR流程测试条件选择合适,样品沉积前光释光信号晒退完全,说明石英年代结果可靠.另外,应用两步红外激发(激发温度分别为50℃和150℃)的单片再生剂量流程(post-infrared infrared-stimulated luminescence,简写为p IRIR流程)测试钾长石样品的等效剂量,剂量恢复实验和释光特性等各项检验均符合要求,剩余剂量在-0.2~0.026 Gy之间,可忽略不计.钾长石的p IRIR150信号异常衰减速率为0.55~1.71(%/decade),因造成的误差较小,故无需对年代结果进行校正.3处湖相地层的石英年代分别为11.3±0.9、6.5±0.6、2.7±0.2 ka BP,钾长石p IRIR150年代分别为10.0±0.7、6.9±0.5、2.4±0.2 ka BP,两者在误差范围内一致,说明毛乌素沙地东南缘的全新世湖相沉积物适合用钾长石p IRIR150流程进行释光测年.本研究为毛乌素沙地部分样品因石英信号较弱而无法测年问题提供了解决办法,也为该区域全新世,尤其是历史时期(近2000年)以来的环境变化研究提供了年代学支撑.     

2008年汶川地震相关堆积物的细颗粒石英光释光测年研究

现代强震相关堆积物的释光测年研究有助于理解古地震相关沉积物释光测年的地质意义,提高古地震测年的精度和准确度,更好地认识大地震发生的规律.文中选择了若干典型的2008年汶川大地震的相关堰塞湖堆积物、泄洪堆积物和喷砂堆积物,进行了细颗粒石英光释光测年研究.结果表明,这些地震相关沉积物中的细颗粒石英灵敏度较高,但释光信号并未...     

海原断裂带刺儿沟剖面烘烤次生黄土的光释光测年及其地质意义

选择海原活动断裂带刺儿沟剖面2个烘烤次生黄土样品LEDL0588H和LEDL0365的细颗粒石英,采用改进后的单测片再生法(SAR)和简单多测片再生剂量法(SMAR)进行了一系列实验研究。2个样品细颗粒石英的光释光信号均以快速组分为主,其等效剂量(DE)的预热坪实验表明,在180～260℃的预热温度范围内均能获得基本一致的DE值。SAR法测量不同预热温度下的释光感量变化、剂量恢复实验和LN/TN比值的关系以及SMAR法测量中LN/TN比值与预热温度的关系的研究表明,文中所采用的流程能有效地校正测量过程中释光信号感量变化。2种方法均适用于采自不同层位的2个烘烤样品细颗粒石英的OSL测年,并获得了非常接近的OSL年龄。2个样品最后一次被烘烤的时间可能代表的是同一时期的人类活动     

石英热释光——沉积盆地热史研究中另一种潜在的古温标

具有良好重现性的石英热释光信号除了用于近地表的考古及地质事件定年以外,还能反映一定地质时间范围内的环境温度变化规律.本文利用砂岩中石英矿物的热释光信号,采用传统热释光分析和等温热释光方法,以东营凹陷中央背斜带钻孔岩芯为例,探讨对沉积盆地热体制信息的指示意义.研究表明：（1）钻孔中不同埋深位置的石英矿物,其自然热释光发光曲线有规律变化,与所对应的环境地层温度以及热释光发光动力学相符,即随着沉积地层埋深增加、埋藏温度上升与埋藏时间加大,其热释光发光曲线整体向高温方向移动,而发光强度明显减小;（2）石英热释光多片增加分析方法以及等温热释光分析方法所获得的表征年龄彼此印证,通过表征年龄的换算,定性或半定量获得描述沉积盆地热演化史的环境古温度变化的一个等效参数——表征温度,该表征温度能够表征沉积盆地一定地层范围内,一段埋藏历史的古温度变化历史.石英热释光信号是沉积盆地热史分析中一种潜在的古温标,对于石英热释光表征年龄与表征温度地质意义的诠释,仍需要更多的研究事例加以佐证.     

龙门山映秀-北川断裂带擂鼓探槽剖面古地震事件测年

2008年5月12日四川汶川发生MS8.0大地震,形成了200多km长的地震地表破裂带。破裂带的古地震研究对于认识龙门山断裂带的活动习性和大地震的发生规律具有重要的理论和现实意义。文中用光释光(OSL)测年中的校正感量简单多片再生法(SMAR),对映秀-北川地震地表破裂带擂鼓探槽样品进行了光释光测年,并对探槽中含有的炭屑进行了AMS14C测年。样品的光释光年龄和校正的AMS14C年龄吻合,该地区与汶川地震类似规模的上一次古地震事件发生在距今约(2.1±0.2)ka至(1.1±0.2)ka间     

宇宙成因核素~(21)Ne测年原理和应用

宇宙成因核素测年方法在地表暴露测年和沉积物埋藏测年方面均具有重要应用价值,还可用于定量计算地表侵蚀、地形抬升和河流下切等反映气候及构造运动影响的地表过程速率,对研究地球各圈层之间的相互作用关系具有重要意义,是第四纪年代学领域中一种重要的测年方法。与放射性宇宙成因核素10Be、26Al相比,稳定核素21Ne在地表暴露定年方面具有测年范围宽、测年材料选择范围广、测试所需样品量少、前处理过程简单等优点。通过与放射性核素的结合使用,稳定核素21Ne还可用于沉积物的埋藏测年,并具有比10Be-26Al埋藏测年法更高的测年上限和测年精度。稳定核素21Ne测年方法的应用在国内尚处于起步阶段,但可以预见,这一方法将以其独特的优势在第四纪地质学、地貌演化及活动构造等诸多研究领域得到广泛的应用。     

10Be和26AL就地产率与在地表岩石中浓度积累的定量模型

就地产生的１０Ｂｅ、２６ＡＬ是宇宙射线与地表岩石发生核反应而生成的寿命放射性核索，半衰期分别为１．５和０．７Ｍａ。它们的地表产率随海拔高度和地磁纬度的不同而变化。在高纬度的海平面，１０Ｂｅ和２６ＡＬ在纯石英中的就地产率分别为６和３６（原子／ｇ）。产率一定时，它们在岩石中原浓度积累将主要取决于样品的暴露条件（埋藏深度和侵蚀速率）和暴露时间。因此，通过测量它们在岩石中的含量，可以定量估计岩石的暴露年龋     

临潼-长安断裂上断层崩积楔光释光测年的探讨

选择西安临潼-长安断裂带上韩峪乡范家村剖面的一个典型崩积楔样品进行测试.用3种不同的释光测试方法测出了9个不同的年龄数据.根据地层信息和矿物的释光生长曲线确定只有采用混合矿物简单多片再生法、纯石英矿物简单多片再生法以及纯石英矿物单片再生法的光释光测年法所得结果更接近于崩积楔的真实年龄.这些断层崩积楔年龄接近于围岩的形成...     

火山岩热释光测年述评

热释光法作为^14C法和K—Ar法测年范围间断的连接,在考古、地质及工程勘察中得到了广泛的应用。热释光测年在挽近时期火山活动的应用研究是一大发展方向。然而,由于测年对象释光的特殊性质,使得TL测年技术在火山岩的研究和应用中充满了曲折。与热释光测年有关的火山岩在广义上应包括火山熔岩、火山喷发物及与火山喷发有关的烘烤层。不同的火山物质有不同的释光特性,同时又具有一定的共性。“异常衰退”是火山岩热释光测年研究及应用的主要障碍。在研读献的基础上,对火山岩热释光测年的一般原理、火山岩的释光特征、样品的采集及实验方法等进行了总结。     

青藏高原北缘三危山断裂晚第四纪以来的左旋走滑活动

通过对三危山断裂沿线微地貌的实地调查,发现山前主要分布2期冲洪积扇,多呈上叠式排布。对比区域冲洪积扇的分布和形成年龄,结合文中的光释光测年(OSL)结果,认为三危山山前老冲洪积扇形成于晚更新世晚期至全新世早期。发育于冲洪积扇上的纹沟、断裂通过的山脊被同步左旋位错,最大和最小位错量分别为5.5m和1.7m,但大多分布在3.0~4.5m之间。结合光释光测年(OSL)结果,得出三危山断裂在距今1.4万a和2.0万a以来的左旋走滑速率分别为(0.33±0.04)mm/a和(0.28±0.03)mm/a。     

临潼-长安断裂小鲍陂一带晚第四纪剖面研究

通过临潼-长安断裂带少陵塬段小鲍陂一带断层陡坎和断层剖面的地质调查, 并结合黄土地层光释光(OSL)年龄测试和钻孔探测, 研究了该段落晚第四纪以来的地貌标志、 活动方式和幅度以及平均滑移速率。 该断裂断面明显错断了古土壤(S₁)底界, 并且断层上断面以裂缝形式延伸至弱古土壤(L_1s)地层中, 根据光释光(OSL)测年结果该断裂至少在晚更新世中晚期以来仍有活动, 以断层两侧晚更新世底界S₁地层稳定的趋势面为标志, 错距达5 m多。