基岩就地~(14)C测年及古地震潜在应用

在陆地表面系统,~(14)C主要通过宇宙射线与大气和暴露岩石2个明显不同的介质发生核反应产生。在大气中生成的~(14)C,由此建立的~(14)C测年方法已广泛应用于考古学和古环境及地球各圈层的相互作用等方面的研究,推动了相关学科的发展;在基岩中产生的就地(in situ)~(14)C,随着加速器质谱计探测灵敏度的提升,就地~(14)C对地表过程的研究潜力开始得到广泛认可和关注,也已成为解决一些地球科学问题的重要方法。文中简要介绍了就地~(14)C的形成机制、产率值、实验方法的历史与现状以及使用宇宙成因核素研究基岩正断层活动性方面的最近进展。     

~(14)C测定地质年代数据(三)

本报告发表~(14)C测定地质年代数据56个,系本实验室1983年底以前所测。方法基本同前(原思训等,1980),只是在用CO_2、Ca合成CaC_2时不再掺入镁粉,其它步骤不变。测定时采用经1981年9月全国第一次~(14)C学术会议推荐的我国统一的现代碳标准物质——中国糖碳标准。该标准物质经考古研究所~(14)C实验室、本实验室和贵阳地球化学研究所~(14)C实验室标定,其放射性比度为国际现代碳标准的1.362±0.003倍,δ~(13)C     

~(14)C年代学在华南沿海地震地质工作中的应用

~(14)C测年数据在确定晚更新世晚期和全新世重大地质事件时,往往起决定性的作用。近年来,随着古地震研究的深入,对~(14)C测年数据的兴趣也日见浓厚。事实上,~(14)C年代学在地震地质工作中的应用范围很广,除古地震研究外,大量的基础工作,包括新地层断代,活断层研究,地壳近期升降幅度和速率的估算,对历史地震的校核,工程地震中的有关问题,震害预测。潜在震源的判别等。都不同程度地依赖于~(14)C年代的测定。     

河西走廊史前文化年代的完善及其对重新评估人与环境关系的启示

史前文化高分辨率年代的重建是理解人类演化及其与环境变化关系的前提,对探索史前跨大陆文化交流的轨迹具有重要意义.河西走廊是史前世界最早的远距离文化交流中心之一.由于缺乏~(14)C年代的控制,该地区史前文化的年代及序列仍不清楚.本文提供了一个更加精确的~(14)C年代序列以解决河西走廊地区人类定居和文化演化的时间问题.一年生的炭化农作物遗存~(14)C测年具有避免"老木效应"的优点,因此被用来检测河西走廊已有的炭屑和骨骼~(14)C年代的可靠性.在此基础上所得的~(14)C数据集用贝叶斯方法进行建模,模型年代显示其与河西走廊已有的考古文化年代基本一致.然而,青铜时代晚期-铁器时代早期的沙井文化和骟马文化的年代比已有的年代晚约300年.通过对比模型年代与古气候和历史文献资料,我们认为沙井和骟马文化的衰落是受地缘格局的影响而不是气候变化导致的.     

青海湖全新世硬水效应随时间变化性及其对沉积物~(14)C年龄的校正

通过研究青海湖全新世硬水效应变化与大气~(14)C浓度(X_(atm))之间的关系,确定了湖水溶解无机碳(DIC)与大气~(14)C浓度之比值(X_(DIC)/X_(atm))约为0.790.利用已知X_(atm)随时间变化曲线重建了青海湖全新世的硬水效应,并对沉积物年龄作了相应校正.结果表明,青海湖全新世沉积物(有机质)~(14)C年龄偏老主要缘于湖泊硬水效应,从全新世早期的1000a左右升高到核爆近前的2300a左右,核爆效应之后2005AD又降至1500a左右,其变化至少在很大程度上受控于X_(atm)的波动(对应于以上3个时期,根据X_(atm)所恢复的硬水效应分别为1100a、2150a、1313a).在此基础上,利用硬水效应校正表对青海湖全新世沉积物~(14)C年龄进行了分阶段校正,基于此校正年龄的红度曲线较好地响应了9000-8000cal aBP、6000-5000cal aBP、4200-3800cal aBP、3500-2500cal aBP、1200-1000cal aBP和600-150cal aBP等全球性冷事件.     

香港晚第四纪的古环境和沉积作用

研究了香港海域16口钻井的岩心的沉积学和微体古生物学后,将它们划分为以下地层: (1)全新世海相沉积(最老的~(14)C年龄为距今8080±130年); (2)最后冰期陆相沉积(~(14)C年龄为距今8520±270—<30000年); (3)含有红树植物孢粉的最后间冰期海相沉积(~(14)C年龄距今30560±580—36230±_680年)。 (4)中玉木冰期的陆相沉积; (5)?含放射虫的第二最后间冰期海相沉积; (6)?前第二最后间冰期的陆相沉积。 在最后间冰期时期,海平面至少低于基准面(基准面:大约低于平均海面115米)9米。微体古生物的证据表明,当时的年平均温度高于现今。     

临汾盆地晚第四纪地层的^14C年龄测定及其地质学意义

在山西南部临汾盆地中汾河三条主要支流河岸分别取样进行了~(14)C年龄测定,并用测定结果对地质年代进行了分析.     

同位素地球化学方法与地震研究及地震预报

通过在地震活动区对有关地质体的K—Ar、Ar—Ar、FT、TL、~(14)C、ESR、U系等同位素年代学、地下水及其释放气体的D/H、~(13)C/~(12)C、~(18)O/~(16)O等稳定同位素以及He、Ar等稀有气体同位素的研究,可获得有关新构造运动的时间序列、断层运动的时间、地质体热历史以及地下断层流体运动的许多重要信息。因而,同位素地球化学已逐渐在研究地震成因机制以及监测预报地震中发挥重要作用。     

香港地区的100个^14C数据

在香港,随着对浅、表沉积地质学兴趣的增长以及对考古学兴趣的持续,使得近年来~(14)C数据的总数,达到了一百个之多。为便于参考,作者将已知的所有数据列表于本文.如有错误和疏漏,恳请告知。 为方便起见,将~(14)C数据按考古学和地质学的意义分列二表。此前,还列表说明出数据的实验室及其代号。图1是采集测试样品的位置图。     

维西-乔后断裂全新世活动与古地震

带的北延部分,因此加强其活动性研究对深入认识滇西北地区地震地质背景和川滇块体边界构造变形机制具有重要的理论和实际意义。文中依据1︰5万活动断裂填图和国家自然基金项目研究成果,重点介绍了马头水、石岩、玉狮场等探槽揭示出的断裂最新活动时代和沿线古地震事件,结果表明,玉狮场—平坡段为全新世活动段并存在多次古地震事件。马头水探槽揭示出的3条断层断错晚更新世—全新世洪积扇堆积,断错的最新地层的年代为(638±40) a BP和(1 335±23) a BP。石岩探槽西段揭露的3条断层断错的最新地层的~(14)C测年结果分别为(4 383±60) a BP、(4 337±52) a BP和(4 274±70) a BP;探槽东段同样揭示发育了3条断层,主断层下盘断错的最新地层的~(14)C年代为(9 049±30) a BP,上盘断错的2套断塞塘堆积的~(14)C测年结果分别为(1 473±41) a BP和(133±79) a BP。玉狮场探槽揭示出发育了5条活动断层,其中F_1与F_2断错灰白色含砾黏土和黑色泥炭质土,前者的~(14)C测年结果为(1 490±30) a BP,后者的~(14)C测年结果分别为(1 390±30) a BP和(1 190±30) a BP; F_3与F_4断错灰白色含砾黏土、黑色泥炭质土及上部褐黄色含砂黏土,褐黄色含砂黏土的OSL年龄为(0.6±0.2) ka; F_5断层断错的黏土层的~(14)C年龄为(1 490±30) a。盖场探槽揭示出地震楔、软沉积构造变形和砂脉等古地震现象,垂直错距35cm,估计此次地震事件的时间约为28 000a BP,震级达7级。玉狮场探槽揭示了2次地震事件,第1次事件的时间为(1 490±30)～(1 390±30) a BP;第2次事件的时间约为距今600a,推测震级达7级。马头水探槽揭示出垂直错距约1m的地震事件,发生时间约为600a BP,据地震破裂带的长度、宽度、陡坎高度、位错量并结合宜良M≥7地震和缅甸东吁7.3级地震的经验,认为此次地震的震级≥7级。     

Underestimated ~(14)C-based chronology of late Pleistocene high lake-level events over the Tibetan Plateau and adjacent areas: Evidence from the Qaidam Basin and Tengger Desert

The palaeolake evolution across the Tibetan Plateau and adjacent areas has been extensively studied, but the timing of late Pleistocene lake highstands remains controversial. Robust dating of lacustrine deposits is of importance in resolving this issue. This paper presents 14 C or optically stimulated luminescence(OSL) age estimates from two sets of late Quaternary lacustrine sequences in the Qaidam Basin and Tengger Desert(northeastern Tibetan Plateau). The updated dating results show:(1) the radiocarbon dating technique apparently underestimated the age of the strata of >30 ka BP in Qaidam Basin;(2) although OSL and 14 C dating agreed with each other for Holocene age samples in the Tengger Desert area, there was a significant offset in dating results of sediments older than ~30 ka BP, largely resulting from radiocarbon dating underestimation;(3) both cases imply that most of the published radiocarbon ages(e.g., older than ~30 ka BP) should be treated with caution and perhaps its geological implication should be revaluated; and(4) the high lake events on the Tibetan Plateau and adjacent areas, traditionally assigned to MIS 3a based on 14 C dating, are likely older than ~80 ka based on OSL chronology.     

“第一届年轻地质年代学学术讨论会”在京召开

第一届年轻地质年代学学术讨论会于1986年12月9日至13日在京召开。到会代表来自我国28个单位,共计82人。提交大会的报告和论文共计33篇。会议涉及的主要年轻地质年代测定方法有~(14)C、TL、FT、K-Ar、U系、ESR、古地磁、~(210)pb、~(10)Be,~3H,孢粉分析、钙质土壤测年法以及石英碎粒显微风貌判断相对地质     

长白山天池火山最近一次大喷发年代研究及其意义

对采自长白山天池火山最近一次大喷发的浮岩空降堆积物中的一棵大炭化木,自边缘至中心作了系统的~(14)C年代测定,并与高精度树轮校正曲线匹配拟会,获得大喷发的年代为AD(1215土15)a.讨论了这次大喷发对全球气候的影响,指出这次大喷发最有可能对应于GISP2格陵兰冰芯中的AD(1229±2)a的SO_4~2-峰.     

A multiple-proxy stalagmite record reveals historical deforestation in central Shandong,northern China

Evaluating anthropogenic impacts on regional vegetation changes during historical time is not only important for a better understanding of the Anthropocene but also valuable in improving the vegetation-climate models. In this study, we analyzed stable isotopes(δ~(18)O, δ~(13)C) and trace elements(Mg/Ca, Sr/Ca) of a stalagmite from Huangchao Cave in central Shandong, northern China.~(230)Th and AMS~(14)C dating results indicate the stalagmite deposited during 174BC and AD1810, with a hiatus between AD638 and 1102. Broad similarities of the δ~(18)O and trace elements in the stalagmite suggest they are reliable precipitation indexes. The δ~(13)C of the stalagmite, a proxy of vegetation change, was generally consistent with local precipitation and temperature variations on a centennial-scale before the 15th century. It typically varied from –9.6‰ to –6.3‰, indicating climate controlled C3 type vegetation during this period. However, a persistent and marked increasing trend in the δ~(13)C record was observed since the 15th century, resulting in δ~(13)C values from –7.7‰ to –1.6‰ in the next four centuries. This unprecedented δ~(13)C change caused by vegetation deterioration cannot be explained by climate change but is fairly consistent with the dramatically increasing population and farmland in Shandong. We suggest that the increasing deforestation and reclamation in central Shandong began to affect vegetation in the mountain region of central Shandong since the 15th century and severely destroyed or even cleared the forest during the 16th–18th century.     

裂解气相色谱技术在煤成烃评价中的应用

根据干酪根热降解成烃理论,运用裂解色谱(PY-GC)技术,提出了煤成烃产率计算新方法,并对Powell提出的煤成烃产率评价指标进行了重新评定,初步确定煤系地层有效气源岩的烃产率门限值(HC/TOC)为30mg/g,有效油源岩的烃产率门限值为60mg/g,进一步证实了裂解产物中C1～C5总烃、C6～C14链烷烃+链烯烃、C15~+链烷烃+链烯烃三端元组分的相对含量是判识煤系地层源岩有机质成烃类型的有效方法。     

外源溶解性有机碳对抚仙湖甲壳类浮游动物碳源的贡献

外源溶解性有机碳(DOC)是湖泊碳库的重要组成部分,关于外源DOC对浮游动物的贡献及途径需要深入研究.本研究在抚仙湖受控实验中添加13C标记的葡萄糖,通过分析样品中浮游植物与浮游动物的种类、数量、磷脂脂肪酸生物标志物及其稳定同位素特征,研究外源DOC对湖泊甲壳类浮游动物碳源的贡献比例及其变化.结果表明:细菌、甲壳类浮游动物(象鼻溞)的δ~(13)C值在加入葡萄糖后分别从-16.28‰和-23.88‰快速增加到5408.25‰和1974.7‰,而藻类磷脂脂肪酸(C18∶2ω6)δ~(13)C值从-27.07‰增加到342.44‰,增长的幅度表明添加的葡萄糖首先被细菌和浮游动物快速利用,而藻类只利用了一小部分.同时细菌、颗粒性有机物(POM)和浮游动物的δ~(13)C值在第1 d急剧增加,细菌的δ~(13)C值远大于浮游动物和POM的δ~(13)C值,之后细菌和POM的δ~(13)C值开始下降,但浮游动物的δ~(13)C值却仍在缓慢增加,进一步表明了DOC进入湖泊后首先被细菌吸收利用,而细菌吸收DOC后通过自身代谢作用形成细胞颗粒,浮游甲壳类动物通过摄食细胞颗粒来获得外源DOC.     

黄陵树木年轮稳定C同位素与气候变化

采用消除大气CO_2影响后的油松树轮6~(13)C序列及附近气象站的气象记录,分析了树轮6~(13)C的气候响应。结果表明:黄陵地区高频6~(13)C的振荡与6月平均气温及5月、6月和7月3个月的降水总和密切相关,在一定程度上反映了东亚夏季风在这一地区的某些特点。     

青藏高原及其邻区晚更新世高湖面事件的年代学问题——以柴达木盆地和腾格里沙漠为例

青藏高原及周边地区第四纪古湖泊演化时空序列已有诸多研究,然而对于晚更新世高湖面出现的时间框架还存在争议.可靠的测年技术是厘清这一科学问题的关键所在.基于14C和光释光(OSL)两种测年手段,以取自柴达木盆地和腾格里沙漠的两套湖相沉积序列为研究对象,开展了系统的沉积物定年工作.其研究结果如下:(1)柴达木盆地的湖相沉积岩芯的14C年代数据显示,老于30 ka的14C年代可能存在低估;(2)腾格里沙漠地区的全新世湖相沉积物样品的OSL和14C测年结果在误差范围内一致,但对于较老(30 ka)的地层,两种测年技术产生了较大偏差,即OSL年龄远老于14C年龄;(3)两个地区的测年结果揭示了同一个现象:对于老于30 ka的湖相沉积物(尤其是来自干旱-半干旱区),14C测年技术很可能会低估其沉积年龄;(4)以往基于14C数据建立的氧同位素三阶段晚期的高湖面事件年代框架可能存在低估,最新的OSL测年结果表明,该高湖面事件的真实年代很可能老于80 ka.因此,对接近或老于30 ka的14C年代,我们需要谨慎对待,而对现有的较老的14C年代数据的可靠性进行科学系统的评估,将有助于我们重新认识和厘清诸多科学问题和争议.     

珠江流域20世纪环境变化的叶蜡正构烷烃δ~(13)C沉积记录

分析了珠江口外两个短沉积柱状样的叶蜡正构烷烃单体稳定碳同位素组成(δ~(13)C),讨论了它在揭示年代际尺度上流域环境变化的能力.长链正构烷烃主峰为C_(29)或C_(31),且表现出明显的奇数碳优势,说明这些烷烃主要来自维管束植物的叶蜡.所有的沉积样品中,C_(29)和C_(31)正构烷烃的δ~(13)C值在-28.8‰-31.2‰变化,这与珠江流域以C_3植物为主的陆地生态系统相吻合.两个沉积柱的δ~(13)C时间变化序列是相似的.从20世纪初期到70年代末这段时间都呈现出一个持续减小的趋势.但在随后的大约15年时间里,δ~(13)C值趋势反转,开始不断增大.在校正了大气CO_2浓度上升和δ~(13)Catm下降所带来的影响后,δ~(13)C_(29)记录基本上仍保留了上述变化规律,但在80年代δ~(13)C值的上升趋势表现得更加明显.通过与实测资料比较,我们认为,1980年之前δ~(13)C校正值的轻微减小趋势应该和珠江流域降水量的增加有关,之后的δ~(13)C值上升则很可能是受干旱气候条件以及人为森林砍伐的影响.因此,我们的结果表明,埋藏于珠江口外沉积物中的叶蜡正构烷烃可以很好地反映该流域在过去一个世纪里的气候变化和人类活动情况.     

蓟县元古界碳酸盐岩的碳同位素变化

天津蓟县元古界剖面长城系碳酸盐岩的δ~(13)C值基本为负值,蓟县系大体在(0±1)‰的范围内,进入青白口系井儿峪组一般在(2±2)‰的正值.从串岭沟组到大红峪组(约1700～1600 Ma)碳酸盐岩的δ~(13)C值大约由-3‰变化到0‰,但大红峪组δ~(13)C值大幅度振荡.蓟县系地层碳同位素组成发生两次较大的变化,分别在杨庄组和雾迷山第三亚组之后.相当完整和连续的碳同位素记录反映了约 1700～800 Ma全球海水的δ~(13)C值长期变化趋势.发生在约1700～1600 Ma和<约 1300 Ma海水的δ~(13)C值升高及大幅度振荡可能是两次全球性构造事件的响应.