南极格罗夫山地表岩石样品中宇宙成因~(21)Ne的含量及暴露年龄

地表岩石中21Ne和22Ne有多种来源:宇宙成因、原位放射性成因、捕获的地壳源放射性成因和捕获的微量大气.本研究报道了首次在中国开展的对地表石英中宇宙成因21Ne和22Ne的测定工作.我们采用了一个独创的样品前处理方法,有效地去除了石英中的包体,最大限度地减少了放射性成因21Ne和22Ne的贡献.多阶段加热结果表明南极格罗夫山地区哈丁山地表岩石样品R9202和R9203中宇宙成因21Ne和22Ne的含量分别为(3.83±0.87)×108和(5.22±0.51)×108atom·g-1,其相应的最小暴露年龄为(2.2±0.5)和(3.0±0.3)Ma,表明哈丁山顶的暴露至少从上新世中期就已开始.     

我国两个南极陨石及光明山和庄河球粒陨石宇宙射线暴露历史

在岩石矿物学研究的基础上, 测定了我国两个南极陨石、以及光明山和庄河球粒陨石的稀有气体同位素丰度, 并根据宇宙成因核素的产率, 获得了这4个普通球粒陨石的宇宙射线暴露年龄和气体保存年龄. 两个南极陨石的暴露年龄分别为17.0±2.5 Ma(GRV 98002)和0.052±0.008 Ma(GRV 98004), 光明山球粒陨石为68.9±10 Ma, 庄河球粒陨石为3.8±0.6 Ma. GRV 98004(H5)的暴露年龄是目前南极陨石中已知最低的, 而光明山球粒陨石的暴露年龄高于我国其他H群球粒陨石. GRV 98002和庄河球粒陨石在宇宙射线暴露期间可能受到冲击事件或由于小的近日距轨道导致加热, 造成低的4He含量, 而GRV 98002和光明山球粒陨石的宇宙成因核素³He和⁴He则基本上同步丢失.     

南极格罗夫山地表岩石样品中宇宙成因21Ne的含量及暴露年龄

地表岩石中²¹Ne和²²Ne有多种来源: 宇宙成因、原位放射性成因、捕获的地壳源放射性成因和捕获的微量大气. 本研究报道了首次在中国开展的对地表石英中宇宙成因²¹Ne和²²Ne的测定工作. 我们采用了一个独创的样品前处理方法, 有效地去除了石英中的包体, 最大限度地减少了放射性成因²¹Ne和²²Ne的贡献. 多阶段加热结果表明南极格罗夫山地区哈丁山地表岩石样品R9202和R9203中宇宙成因²¹Ne和²²Ne的含量分别为(3.83±0.87)×10⁸和(5.22±0.51)×10⁸ atom·g^-1, 其相应的最小暴露年龄为(2.2±0.5)和(3.0±0.3) Ma, 表明哈丁山顶的暴露至少从上新世中期就已开始.     

南极格罗夫山火星陨石GRV 99027的宇宙射线暴露年龄

中国第16次南极考察队回收的GRV 99027的宇宙成因核素10Be和26Al的含量分别为(14.1±0.6)和(67.5±3.4) dpm/kg, 从10Be的含量计算出GRV 99027的宇宙线暴露年龄为(4.4±0.6) Ma, 而其过高的26Al的含量表明来自太阳射线的影响. 幔源火星陨石GRV 99027, LEW 88516, Y-793605, NWA 1950和ALHA77005具有非常相近的宇宙线暴露年龄, 再加上极为相似的矿物学和地球化学特征, 说明它们极有可能来自火星上的同一次撞击事件.     

基岩断层面古地震研究的主要方法与选点原则

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年、地球化学元素测定和光释光等一系列新兴技术的突破,基岩断层面在古地震研究方面的特征优势被不断发掘,日益成为国际古地震研究的热点与前沿.国内外学者从不同专业角度开展了大量的基岩断层面古地震研究,取得了一系列丰硕成果.本文在系统介绍基岩断层面古地震研究的进展、梳理归纳各类研究方法特点的基...     

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...     

丘陵草坡土壤10Be分布特征及土壤生成速率

以位于广东省境内的中国科学院鹤山丘陵综合试验站草坡集水区土壤剖面为对象, 对土壤样品进行了大气成因¹⁰Be测定, 对基岩以及风化岩石样品进行了就地(in-situ)宇宙成因¹⁰Be测定. 基于土壤层大气成因¹⁰Be测定, 参考土壤层底界¹⁴C表观年龄, 估算出草坡地区3800年以来大约有34%的成土物质被侵蚀掉; 基于风化岩石间隙土大气成因¹⁰Be测定, 估算得到基岩之上90 cm厚的风化岩石层至少经历了1.36 Ma, 平均侵蚀速率约为1.26×10^-4 cm/a. 表面风化岩石和基岩就地成因¹⁰Be浓度分别为10.7×10⁴ atoms/g和 8.31×10⁴ atoms/g, 据此估算得到: 土壤生成速率为8.8×10^-4 cm/a; 表层风化岩石以及基岩宇宙射线暴露时间分别约为7.2×10⁴和2.3×10⁵a. 土壤生成速率大于侵蚀速率, 自然地貌状况稳定.     

宇宙成因核素测年中石英分离流程的改进

就地宇宙成因核素测年是基岩断层面和滑坡、崩塌体古地震研究中至关重要的年代测定方法之一,其测定的目标矿物较多。石英因其成分简单、分布广泛且易于进行化学处理而成为就地宇宙成因核素测年中的一种理想测年矿物。从野外采集的岩石中分离出纯石英是就地宇成核素测年实验的首要步骤,同时也是一个关键环节。常规的HF/HNO₃蚀刻分离提纯石英的方法耗时长、效率低,影响就地宇宙成因核素测年方法在活动构造中的应用。文中报道了一种采用实验室集成的石英浮选提纯装置及提纯方法,选取活动构造研究中2种宇成核素测年常用的长英质岩石样品——花岗质片麻岩和石英岩,经破碎、筛分出0.25～0.50mm粒径的颗粒作为试验样,成功实现了石英与长石等杂质矿物的有效分离,获得的石英组分中石英占90%以上,效果显著。结果表明,花岗岩类样品浮选分离后的石英组分再用HF/HNO₃继续蚀刻2、 3次后,石英中的Al含量降至200ppm以下,完全满足宇宙成因核素测年的要求,隐晶质的石英岩经过浮选分离再蚀刻提纯,比全岩粉碎后直接提纯减少了一倍以上的时间。文中的浮选提纯装置和方法极大地减少了HF/HNO<...     

三维激光扫描技术与断层面形貌量化分析在基岩区古地震研究中的应用

由于对第四纪地层的严重依赖,传统古地震探槽研究方法在基岩区难以发挥作用,导致无法获取基岩区断层的强震活动历史。本研究以山西地堑系的交城断裂为目标断裂,以断裂北段2处基岩断层面为研究对象,通过三维激光扫描技术获取基岩断层面高精度形貌,基于变差函数法结合滑动窗口操作量化断层表面形貌特征,开展在基岩区提取断裂古地震信息的实例研究。结果显示,2处基岩断层面的形貌在高度上具有明显的分段特征,指示了断层面在地震事件作用下的分段出露过程。这种断层面形貌分段特征可以用来识别古地震事件和同震位移量。在思西村基岩断层面上,识别出由老到新的3次古地震事件,同震倾滑位移量依次为2.0 m、1.9 m和2.3 m,在上兰镇基岩断层面上,识别出由老到新的3次古地震事件,同震倾滑位移量依次为1.4 m、2.5 m和2.0 m,指示了交城断裂北、中段具有产生同震位移量大于2 m、震级大于7.5级的破裂型地震的能力。上述研究成果表明,基于三维激光扫描和形貌量化分析方法开展基岩断层面古地震研究,可以准确而高效地识别古地震事件次数和同震位移量,扩展古地震的研究对象,拓宽古地震的研究空间。在未来的研究中,可以适时地开展宇宙成因核素测年以测定断层面的暴露年龄,获得发震年代,给予地震序列年龄框架。     

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。     

地学书签

陨石宇宙年龄 age of Earth of meteorite以陨石形成年龄来推测的地球形成年龄。陨石矿物最后冷却、固化与形成的时间可用各种放射性测年方法测定,包括：铀-铅法、铅-铅法、铷-锶法、钐-钕法等。     

活动构造研究中相关速率的原地宇宙成因核素年代学约束

活动构造研究中获得的相关速率是解释活动构造运动方式和幅度的重要基础,同时也能够提供检验和建立有关运动学和动力学模型的必要参数。原地宇宙成因核素年代学是近几十年来随着加速质谱的出现而逐渐发展并不断广泛应用于地学,特别是地表过程以及活动构造研究中来的。由于仪器测试费用高以及处理流程比较复杂,国内早期相关研究没有得以广泛开展,然而目前正呈现逐渐升温的趋势。在样品采集以及精细野外地质调查测量的基础上,活动构造研究中的活动断裂运动速率,活动构造区的河流水系侵蚀下切速率以及古地震事件,活动火山喷发事件等均可以通过原地宇宙成因核素年代学定量约束。文中在概述原地宇宙成因核素年代学基本原理的基础上,总结了国内外有关该年代学在活动构造研究应用中的最新成果和资料,重点介绍了基于原地宇宙成因核素年代学方法获取和解释活动构造研究中相关速率的成果     

第8章地震过程韵律性--宇宙能量源与地球构造单元相互作用的结果

地球内部物质构造转换过程虽然取决于内（地球成因）能,但受宇宙（宇宙成因）力的配置和调节。同时,每一不均匀层对宇宙力分量有独特灵敏性。宇宙对地球作用主要以重力和电磁场时空变化来实现。电磁场变化能量源主要与太阳过程有关,月球和太阳对地球起最大重力作用。     

岩石暴露与埋藏面释光测年进展及其应用

岩石暴露与埋藏面光释光测年是最近提出的一种新测年方法,其测年基本原理是当岩石暴露于太阳光下时,岩石表层的释光信号会被晒退,被晒退的深度随着岩石暴露时间的延长而增加,当岩石暴露面被沉积埋藏后其光释光信号又开始积累。利用岩石暴露(或埋藏)面残留释光信号与暴露(或埋藏)时间和深度的定量关系,就可以估算该岩石的暴露和埋藏年龄及历史。文中简要介绍了不同释光信号测定岩石暴露与埋藏面年龄的方法、进展、应用实例及存在的问题。这些研究实例表明,岩石暴露与埋藏面光释光测年方法在第四纪地质、地貌演化、考古和活动构造研究上可能具有广泛的应用前景。     

云南三营组宇宙成因核素埋藏年龄及成因

三营组是一套河湖相沉积,沿红河断裂及其西北延伸线分布,主要出露在洱源附近.三营组中夹多层草煤,与下伏三叠系灰岩呈不整合接触,上覆第四纪砾石和松散沉积物.我们通过宇宙成因核素埋藏年龄法定量证明了三营组沉积于上新世,其顶部第四纪砾石层的宇宙成因核素埋藏年龄提供了三营组结束时间:2 Ma.从空间分布和沉积时间上看,三营组的形成与红河断裂和剑川断裂相关:中新世末期由于红河断裂和剑川断裂的触发,在洱源一带断裂拉张区形成断陷盆地,在红河断裂中南段一些拉张区也形成局部断陷湖盆,金沙江南流水系提供水源沉积了三营组.第四纪初期由于云岭山脉的隆起阻断了金沙江南去的水流,红河断裂带拉张区多数断陷湖盆干涸,结束了河湖相沉积.     

青藏高原东缘北川和彭灌断层的活动构造

青藏高原东缘地区地形陡峭、起伏大,经历了新生代的快速冷却和剥蚀,却没有显示出该前陆盆地产生过大量级地壳缩短或调解过程的证据。我们通过应用各种地貌观测结果对平行于该高原边缘的几条大断层的运动和滑动速率进行约束,来论述这一矛盾。北川和彭灌断层主要是右旋滑动的活动构造,沿该高原边缘可连续追踪达200km。这两条断层都断错了河流填充阶地,得到的宇宙成因核素10Be经继承校正后,暴露物的年龄少于15ka,说明了晚更新世的活动。彭灌断层沿走向的两个地点在全新世看来活动过。两条断层晚第四纪的视下落速率沿走向是变化的,但一般都小于1mm/a。走滑位移的速率很可能要高出几倍,可能约为1～10mm/a,但仍旧约束不好。四川盆地西缘特别是山前带,在晚第四纪也发生了褶皱和右旋走滑活动。这些观测证明了该高原东缘形成和保持的模式,没有发生大的上地壳缩短。这些也表明,与青藏高原东缘平行的断层的活动可能预示着人口密集的四川盆地存在很大的地震危险性。     

地震过程韵律性——宇宙能量源与地球构造单元相互作用的结果

地球内部物质构造转换过程虽然取决于内(地球成因)能,但受宇宙(宇宙成因)力的配置和调节。同时,每一不均匀层对宇宙力分量有独特灵敏性。宇宙对地球作用主要以重力和电磁场时空变化来实现。电磁场变化能量源主要与太阳过程有关,月球和太阳对地球起最大重力作用。8.1地球自转速度和地震活动性在近100年来,北半球大陆发生了7.0级或以上地震约200次(图略),震源深度达200km(图8.1)。实际上,所有强烈和灾难性地震都发生在赤道扇形区内,主要是阿尔卑斯—喜马拉雅带地区,地震能量释放达1018J。图8.1震源分布图地震随时间分布确定有4个活跃阶段(图8…     

小型无人机(sUAV)在基岩区古地震研究选点中的应用

随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年等技术的发展,基岩断层面成为在基岩区古地震研究的良好研究对象。但是,受沟谷侵蚀、沉积覆盖和人为改造等非构造因素影响,并非所有出露的基岩断层面都能完整记录和保存古地震信息。因此,必须在基岩断层面上选择合适的研究点。传统的野外测量方法耗时费力,难以掌握基岩断层面的整体信息,即使通过高分辨率卫星影像也无法获得基岩断层面的精细结构。小型无人机航测(sUAV)采用低空摄影测量技术,可快速获取基岩断层面高精度的地表三维结构,为筛选目标工作点提供便利。文中以山西地堑系六棱山北麓断裂的马家窑基岩断坎为例,采用小型无人机航测结合SfM摄影测量技术,获得了基岩断层面的高精度三维地形数据,通过精细地貌解译和断层坎剖面分析识别了沿断层坎分布的崩塌破坏、沉积埋藏和侵蚀剥露等非构造因素,分析了侵蚀、埋藏和构造这3种典型的基岩断层面的形态特征,选取了适合开展古地震研究的基岩断层面点,展现了小型无人机在基岩区古地震研究工作中发挥的重要应用潜力。     

延怀盆地及毗邻地区主要河流低阶地地貌面的年代学研究

采用热释光(TL)、光释光(IRSL)、碳十四(^14C)和孢粉分析等测年方法对延怀盆地及毗邻地区几条主要河流的低阶地进行了年代学综合研究，测定了低阶地沉积物的堆积年龄，估计了低阶地地貌面的形成时代，初步探讨了低阶地地貌面的成因。结果表明，用这些方法测定的河流低阶地年龄，可以用作研究最新构造事件的年代学标尺。     

柯坪塔格山前层状地貌面与晚第四纪逆断层变形——以三岔口北西山前断错地貌为例

柯坪塔格山前三岔口北西发育了5级不同期次的冲洪积扇面,其中较年轻的3期完整地保留了断裂最新活动形成的陡坎.依据断错地貌面上砾石混合样品的10Be暴露年龄及差分GPS地形实测结果,计算出(20.22± 1.91) ka以来T1、T2、T3级冲洪积扇上记录的断裂垂直滑动速率分别为(0.16±0.02)、(0.17±0.02...