沉积物的ESR测年

对沉积物中石英ESR测年的特性进行了较为详细地研究，可用沉积物中石英的Ge心信号进行ESR测年；根据石英E心饱和功率较小这一特性，采用较大的微波功率可以测得较老海洋沉积物（大于0.5Ma）的ESR年龄；石英E心的异常较照剂量响应是判断海岸风成沙环境的一个标志。此外，还介绍了沉积物ESR测年在地质上的应用。     

石英ESR测年法在第四纪陆相沉积物测年中的应用

电子自旋共振（ESR）测年法是近40年来逐步发展起来的第四纪年代学方法。由于它的测年范围宽、测年物质种类多等优点,特别是对于老于20万年的早中更新世没有火山灰等定年物质的样品,有着特殊的优势,引起了第四纪研究者的关注。近年来,随着对ESR法基本原理认识的深入和实验技术的提高,在测年信号心的热稳定性、晒退回零特性、辐射剂量-信号增长特性、测年可靠性等方面的研究均取得了较大进展。本文结合国内外在ESR法基础原理、测年应用等成果,简要回顾了ESR法的历史发展,以及不同信号心在第四纪地质研究中的成功应用。     

现代沉积物石英E’心的ESR测量

第四纪碎屑沉积物测年，尤其是对老于距今二十万年以上的样品，是目前第四纪年代学中的难点。ESR是可望能够直接测定这类样品的测年方法之一。本文详细测量了从不同地区采集的现代沉积样品石英E’心的古剂量值，其结果都小于4 000Gy。这与实验室光晒结果推测的并不一致。可能E’心存在目前还没有被了解的适合测年的内在原因，对于E’心能否真的用于沉积物测年有待于进一步的研究。     

冲积物中石英ESR测年的研究

使用电子自旋共振(ESR)技术用冲积物中石英的Ge心信号测定冲积物进埋藏年龄取得成功,由Ge心测得的ESR年龄和热释光年龄一致,与层位相应,符合地质背景,个个有使用价值.同时,对天然辐射总剂量的求取和Ge心ESR年龄的可靠性等问题也作了一些讨论.     

冰川沉积类型识别与ESR测年样品采样规范

电子自旋共振(ESR)技术是一种确定物质成分和结构的顺磁性质的分析方法,也能够用于沉积物定年。该方法的测量技术和测年的物理机制等还处于发展阶段。冰川作用过程十分复杂,形成各种类型的冰川沉积物,其顺磁信号的归零机制有显著差异,ESR测年的实验方案也有所差异。因此,识别冰碛物类型,采集合适的样品对于ESR测年的准确性十分重要。冰下融出碛和滞碛经过了冰下磨蚀过程,结构致密,细颗粒基质含量高,石英砂中的一些杂质芯的ESR信号能够衰退。许多冰上融出碛,结构疏松,但细颗粒基质含量高,不但经过了搬运过程中的冰下磨蚀过程使ESR信号衰退,又经历了沉积时的冰上阳光直射过程使信号衰退,一些样品的ESR信号能够完全晒退。冰水湖泊和冰水河流沉积的细砂和粉砂来源于冰下研磨的产物,信号会衰退;在搬运沉积过程中又可能被阳光直射,信号进一步衰退。其它类型的冰碛物的ESR信号衰退机制不明,或粒径不适合用ESR方法测年。采集冰碛物ESR年代样品时,最好同时采集信号衰退机制相同的现代冰碛物样品,以便对照,并用于扣除可能的残留信号。     

藏南江孜盆地构造演化的石英ESR测年证据

江孜盆地是特提斯喜马拉雅构造带北部典型的中新生代沉积盆地。对该盆地东段构造剖面(哲古错-措美南)的石英脉进行ESR测年,获得的年龄分布区间为63.8～4.3Ma,对应于古新世早期-上新世早期。测年结果对于江孜盆地断裂活动的多期性及盆地新生代的构造演化具有重要约束意义,表明江孜盆地的构造演化可划分为盆地主体构造形成(古新世初期)、构造定型(始新世晚期—中新世晚期)和构造改造(上新世及之后)3个主要阶段。     

长江现代河流沉积物石英ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义

近年来,石英ESR信号强度在风成沉积和河流沉积中都已被证明为一种行之有效的物源示踪指标。文章以长江流域干流不同河段及其主要支流为研究对象,共采集20个现代河流沉积物样品,对其粒度组成特征及其石英自然E'₁心,辐照5000 Gy的Al心、Ti心的ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义进行了探讨,主要取得了以下初步认识：1）长江流域沉积物从上游地区到中下游地区经历了长时间、长距离的搬运,经过了充分的混合,且呈现"沿程细化"之趋势;本研究的长江流域干流河段及其主要支流（河漫滩及江心洲）的沉积物主要以125~500 μm的粒径组分为主,约占全样组分的60%~90%（平均为80%）。2）从上游河段到中下游河段,长江主要支流和干流不同河段沉积物石英自然E'₁心,辐照后的Al心和Ti心ESR信号强度都表现出了较好的空间分异性,即上游河段处于低端元值域而下游河段处于高端元值域。3）长江上游地区以及汉江是长江中下游干流沉积物的主要贡献者,而中下游地区的鄱阳湖水系和洞庭湖水系对长江干流物质的贡献度非常低。

     

祁连山第四纪冰碛物的ESR测年研究

论述了ＥＳＲ测年的原理和方法,并利用ＥＳＲ测年方法对祁连山的冷龙岭和走廊南山的摆浪河流域第四纪冰碛物进行了年代测定,结果表明,冰碛物样品的ＥＳＲ年龄与野外地层对比推测的年龄和和＾１４Ｃ、ＴＬ测定的年龄基本一致,且同一冰碛物不同位位置采集的样品年龄也一致,说明本次测定的冰碛物年龄是可信及可靠的。     

乌鲁木齐河源冰碛物的ESR测年研究

应用ESR测年技术对采自乌鲁木齐河源区上望峰、下望峰与高望峰的冰碛物进行了测年, 上望峰冰碛年代为(35±3.5) ka BP; 下望峰冰碛3个年代分别为(171.1±17) ka BP、 (176±18) ka BP、 (184.7±18) ka BP; 高望峰冰碛年代为(459.7±46) ka BP. 经对ESR测年结果的可靠性讨论并结合地貌地层与已有的14C年代、 ESR年代数据得出: 上望峰冰碛沉积于MIS 2相对应的末次冰期晚期; 下望峰冰碛系两次冰川作用沉积的, 公路之上冰碛于MIS 4相对应的末次冰期早期沉积的, 以下老的冰碛沉积于MIS 6相对应的冰期; 河源区最老的冰碛高望峰冰碛形成于MIS 12相对应的冰期. 高望峰冰碛年代同时还表明本段天山至少于此时已经上升到与当时冰川气候相耦合的高度, 进入了冰冻圈, 开始发育冰川.     

Research Advances in ESR Provenance Tracing Methods of Quartz in Sediments

The ESR (Electron Spin Resonance) signals of quartz is a newly developed sediment provenance tracing method. In this paper, the various ESR signals in quartz, historical development of quartz ESR signals in sediment provenance tracing, thermal stability characteristics of heat treated E’ center, the potential use of quartz nature E’ center and the irradiated Al/Ti center, as well as successful applications in aeolian sediments, river sediments and marine sediments provenance tracing, were briefly reviewed. The most useful ESR centers of quartz include the heat treated E’ center, the nature E’ center, the Al center and the Ti center. According to recent application researches, the heat-treated E’ center is the most commonly practiced among them while the significance of provenance tracing by Al and Ti centers are still in experimental and theoretical stage. Moreover, nature signal intensities of quartz E’ center not only show a significant dependence on lithology both in bedrocks and deposits, but also can reflect the mixture ratio of deposits with different types of sourced bedrocks. As for the study objects, this method has been successfully used in the studies of provenance area of East Asian dust, the temporal and spatial changes of Loess Plateau provenance, the provenance change of aeolian sediment over time and space on Japanese Islands, as well as sediment provenance tracing of Japan Sea sediments. In addition, the ESR provenance tracing of quartz has promising application prospect in quantitative and semi-quantitative analysis of fluvial sediment provenance tracing. Along with the development of ESR dating, this method can significantly reflect and reconstruct the relationship among regional tectonic movements, geomorphic evolution, and climate evolution. In future work, the combination of trace elements provenance tracing and ESR signals provenance tracing in quartz will help improve and promote the development of sediments provenance tracing methods.     

碎屑沉积物中石英低温Al心的ESR测年初探

老于20万年的碎屑沉积物的绝对测年方法急待建立。本文利用我国典型的碎屑沉积物——洛川黄土石英中的Al心，在115K温度下进行ESR测年研究，初步给出了4层黄土剖面的古剂量值。结果表明，古剂量值随地层深度的增加而呈增长趋势，说明利用ESR方法测定低温Al心可获得老于20万年的碎屑沉积物的地质年龄。     

内蒙古林西萤石矿床石英ESR年龄及其地质意义

内蒙古林西地区萤石矿床主要赋存于晚古生代-中生代火山-沉积地层和酸性侵入岩体中,矿体主要受南北向和北北东向断裂破碎带控制。萤石矿床中共生有大量同期形成的石英（脉）,运用石英热活化电子自旋共振（ESR）测年法,对萤石矿床中8件与萤石共生的石英进行年代学研究,来探讨林西萤石矿床的形成时代。结果表明,林西萤石矿床中的石英ESR年龄范围为126.6～157.3 Ma,平均年龄为137 Ma,表明研究区萤石矿床成矿时代主要为侏罗纪晚期-白垩纪早期。与全球其他地区萤石矿床成矿时代对比,并结合本区萤石矿床地质特征,认为林西萤石矿为中-低温热液裂隙充填型萤石矿床,形成于燕山中期板内构造体制转换时期。     

秦岭地区城口—房县断裂带变形特征及ESR定年

秦岭城口—房县断裂带是秦岭造山带和扬子板块的分界断裂带, 平面上呈向南西突出的弧形, 构成大巴山弧。断裂带的宏观构造组合显示了断裂带由北向南强烈逆冲, 断层岩的宏观特征和显微构造特征表明断裂带以浅层脆性变形为特点, 对断层岩的有限应变测量得出岩石发生了中等到较弱的变形。由断裂带石英脉电子自旋共振 (ESR)定年,测得 11个石英脉的年龄集中在 3个年龄段(240~230Ma, 165~130Ma, 70~60Ma), 其中 7个样品的年龄集中在 165~130Ma之间, 由此推断断裂带活动于中晚侏罗世(165~130Ma)达到其构造变形最强烈时期。     

Fluvial aggradation phases in the Upper Rhine Graben—new insights by quartz OSL dating

The Upper Rhine Graben (URG) is characterized by a thickness of up to 500 m of unconsolidated Quaternary sediments, providing excellent records of the Rhine river system and its responses to tectonic and climatic changes. The most complete Quaternary sequence of fluvial and limnic-fluvial deposits is found in the Heidelberg Basin, due to its long-term subsidence since the mid-Eocene. The aim of this study is to provide a chronological framework using optically stimulated luminescence (OSL) dating of aeolian and fluvial sands derived from the upper 33 m of a sediment core, which was drilled into the Heidelberg Basin infill close to the village of Viernheim, Germany. The OSL ages demonstrate that the dated fluvial sediments were deposited during the last glacial period (Weichselian) and that there were at least three aggradation periods during this episode. The coversands that cap the sequence were emplaced during the early Holocene.