临河凹陷晚更新世以来沉积地层的光释光年龄

河套盆地沉积有较厚的第四纪河湖相地层,大量的第四纪研究工作在该区开展,但地层划分缺乏年代数据的支撑,尤其是西部临河凹陷区,年龄数据的短缺严重影响了河套地区第四纪地层系统的对比研究。基于临河凹陷3个钻孔岩芯,分析光释光年代测定的可靠性,确定临河凹陷晚更新世以来地层年代,划定晚更新统底板埋深约150 m,顶板埋深自西向东由约9 m增到约15 m。结合钻孔岩性资料,该区气候变化为:晚更新世早期(约130～80 ka)主要为河流相沉积,气候较为干旱;晚更新世中期(约80～40 ka)为河流相与湖泊、洼地相交替沉积,气候较为湿润;晚更新世晚期(约40～10 ka)主要为河流相沉积,气候较为干旱;全新世(约10 ka)以来为湖相、洼地相沉积环境,起初气候条件略湿,逐渐转干。临河凹陷区光释光年龄的测定填补了河套盆地地层研究中绝对年代缺乏的不足,为分析环境演化与区域对比提供了年代依据。     

三峡库区长江阶地冲积物的年代测定

三峡库区的长江阶地是研究川江、峡江水系演变的重要证据。发育冲积物的阶地主要出现在库区西半部的川东和重庆的中低山、丘陵区,最多有6级。阶地研究中遇到的主要问题是难以确定阶地的形成时代。我们采用TL法和ESR法测量了三峡库区6个地点阶地的堆积年龄。测量数据显示,ESR法基本不适合测定三峡库区冲积物的年龄;尽管TL法本身存在缺陷,但测得的T1~T4的堆积年龄得到其他独立的测年结果的支持。阶地T1~T4的TL年龄依次为7~17 ka、28~46 ka、62~81 ka和103~105 ka。此外,根据年代地层对比的方法以及前人的古地磁测量结果,推测三峡库区第四级阶地的年龄大于101 ka,第五级阶地的年龄大于392 ka,而第六级阶地的年龄小于780 ka。从而初步建立了三峡库区阶地堆积的时间序列。     

汉江上游郧西郧县段古洪水事件光释光测年及其对气候变化的响应

通过对汉江上游的野外考察,发现汉江上游郧西-郧县段第一级阶地前沿全新世土壤剖面中夹有多层古洪水滞流沉积物,选择该河段的归仙河口（GXH）剖面进行了详细野外观察,结合粒度成分和磁化率指标分析,证明它们是典型的古洪水滞流沉积物。采用石英的单片再生剂量法（SAR）获得了该剖面中9 个样品的光释光年龄值。基于测定的光释光年龄、考古断代和地层对比结果,确定这四期洪水事件分别发生在距今12500-12000 a、7500-7200 a、3100-2800 a,1000-900 a。通过与汉江上游地区、国内和世界各地的多种指标气候变化记录的对比分析,进一步探讨了汉江上游郧西郧县段全新世以来发生的多期古洪水事件发生的气候背景,这一认识有助于深入理解区域洪涝灾害对全球气候变化的响应规律。     

新疆阿尔泰山东段冰碛物光释光测年研究

冰川是塑造地表形态最积极的外营力之一,对冰川地貌的年代学研究是重建古冰川发展史的关键,也是研究气候变化的重要途径。冰碛物是冰川作用的直接产物,代表过去发生的冰川事件,对冰碛物进行准确测年能够为重建古冰川的进退、理解区域古气候变化提供年代学支撑。本文在新疆阿尔泰山东段采集了8个冰碛物样品以进行光释光测年,利用单片再生剂量法对90~125 μm的石英颗粒进行等效剂量的测定。通过等效剂量值频率分布特征及De（t）坪区图分析得出大部分冰碛物的光释光信号晒退不彻底,所以利用一阶动力学公式对持续激发的光释光信号晒退曲线（CW-OSL）进行多组分拟合拆分,得到快速、中速、慢速3种组分,依据分离出的快速组分确定等效剂量值。研究结果显示,距今32 ka以来阿尔泰山东段区域在MIS3阶段、MIS2阶段、8.2 ka左右、全新世大暖期及新冰期等5个时段有冰川发育,冰川发育与气候变化密切相关。     

青海南山风成沉积光释光年代学研究

青海湖地区的黄土是独立于湖相沉积的重要古气候记录。对青海南山夏拉水库和橡皮山黄土剖面进行了沉积学、地貌学和光释光年代学的研究,重建了全新世以来青海湖地区的环境变化。结果表明,1)青海南山地区至少在10.4 ka之前由河流沉积转换为风成堆积,指示气候转型期;2)10.4~5.0 ka间以黄土堆积为主,偶尔夹杂风成砂,指示气候整体比较温暖适宜,有个别的降温事件;3)3.4~1.0 ka古土壤发育为主,指示气温—降水组合较好,气候最适宜;4)0.6 ka以来发育现代土壤。研究数据基本与青藏高原东北缘的古气候/环境变化记录相一致,但在时间上存在一定的相位差,可能与海拔较高,区域对气候反应滞后有关。     

关中盆地杨官寨遗址古洪水事件释光测年

通过对泾河下游的野外考察, 在高陵县杨官寨仰韶文化遗址东南部发现夹有典型的古洪水滞流沉积层的全新世黄土-古土壤剖面。利用单片再生剂量法(SAR)测定了40～63μm粒径石英的光释光(OSL)年龄。从剖面获得的样品年龄数值处在2.27±0.06ka到14.26±0.58ka之间, 且与地层深度表现出良好的对应关系。通过样品OSL年龄与其埋深的关系, 结合粒度和磁化率数据地层对比, 以及文化层考古年龄, 确定了该全新世剖面的基本年代框架。研究结果表明, 在4.20～4.00ka泾河流域发生了第一期多次古洪水事件, 在3.20～2.80ka发生了第二期特大古洪水事件。这些古洪水事件与全球性气候突变事件同时发生, 是泾河流域气候水文系统对于全球变化的响应。     

光释光测年单个黄土样品测片个数选取问题的统计学研究

光释光测年多颗粒实验中单个样品的测片个数选取没有一定标准,从几十到一百多个不等。通过分析7个黄土中颗粒(38~63 μm)样品,分别进行了不同测片个数的等效剂量的实验及统计分析研究。每个样品的等效剂量由SAR法和SGC法得到,每个样品不同测片数的等效剂量结果进行了多种统计分析和检验。认为在风成沉积物的光释光测年实验中,当一个样品进行实验的测片数达到20~30个测片时,样品的等效剂量分布形态就趋于稳定;即此测片数较合理——既能较准确反映统计意义上的样品的古剂量,又不至于进行大量重复性工作;这对于水成沉积物光释光测年中单个样品的测片个数选取也有一定的参考价值。     

光释光测年基本流程

光释光测年是对沉积物上一次曝光事件年代的测定.自20 世纪80 年代该方法提出以来,得到了越来越广泛的应用.相对于¹⁴C测年,光释光测年虽存在误差偏大的不足（一般5%~10%）,但是具有以下明显优势：① 其测年年限范围比前者大得多;② 测年物质（石英或长石）丰富,这在干旱半干旱区的沙漠和湖泊中尤其重要,因为在这些地区很难找到可用于¹⁴C测年的有机质;③ 是对沉积物的直接定年;④ 测年事件包括曝光、受热（400 ℃以上）、火山、地震和晶体（方解石等）形成等.本文介绍了光释光测年的整个实验过程,包括采样、前处理、等效剂量测定、年剂量测定等,以期让有需要的地学同行了解这一方法,尤其是了解从地层或岩芯等取样的过程中应注意的事项.重点介绍单片再生剂量法(SAR)与标准生长曲线法(SGC)相结合测定等效剂量的实验方法(我们命名为SAR-SGC法).该方法能大大提高仪器的使用效率,可节省仪器时间60%以上.通过氟硅酸溶蚀长石来提取石英的中颗粒(38~63 μm)的前处理过程简便易行,获得的石英纯度高,且可以避免使用危险的氢氟酸.中国科学院青海盐湖研究所释光测年实验室近几年应用SAR-SGC法对黄土、沙漠、湖泊、海洋、冰川、考古点等各种类型沉积物进行光释光测年,都获得了很好的结果.     

萨拉乌苏地区末次冰期酒坊台剖面光释光年代及其环境意义

萨拉乌苏地区位于毛乌素沙漠东南部,属于东亚季风的北部边缘区。由于萨拉乌苏地区还拥有我国非常重要的旧石器考古遗址,该地区的气候变化广受国内外学者的关注。通过野外考察发现,在萨拉乌苏河谷酒坊台地区的上部地层中,广泛沉积有两层湖相沉积物。在米浪沟湾选择剖面,共采集了8个光释光样品,以此来恢复湖泊发育的年代及环境变化。根据地层沉积相对比和年代学结果,得出在约40~30 ka毛乌素沙漠东南边缘地区发育有古湖泊,说明当时的有效湿度较高。通过区域对比,发现毛乌素沙漠和其他亚洲季风区在氧同位素3阶段(MIS3)晚期都有古湖形成或高湖面记录,说明这些湖泊的演化过程存在一定的等时性,反映当时亚洲夏季风的增强及有效湿度的增加。     

鄱阳湖滨沙岭地区网纹层的顶界年代

鄱阳湖滨沙岭地区的沙山由交替出现的砂层与粉砂层构成。对3个剖面的调查发现,该地区发育的网纹大体可分为3种类型,Ⅰ类网纹密集且粗大,为典型的网纹,位于剖面底部,Ⅱ类网纹较稀疏、细,位于Ⅰ类网纹之上,Ⅲ类网纹界线模糊,位于剖面上部。Ⅰ类、Ⅱ类网纹属于成熟的网纹,而Ⅲ类属于不成熟的网纹。对剖面中砂层的光释光测年表明,测量等效剂量时没有出现信号饱和的问题,年剂量也没有受风化作用的影响,因而OSL年龄可以视为砂层的沉积年龄。基于砂层的沉积年龄,我们判断成熟网纹层的沉积时代早于80 ka,不成熟网纹层的沉积时代略晚于71 ka,而早于29 ka。     

基于光释光测年的共和盆地风沙活动历史研究

位于青藏高原东北缘的共和盆地处于亚洲冬、夏季风和西风环流作用交替控制的干旱—半干旱区,盆地中分布着大面积的沙漠,是重建过去气候的重要载体。就前人对共和盆地25个风成剖面的102个光释光(OSL)年代结果进行分析,总结出晚更新世以来共和盆地的风沙活动在各个时期都有发生,黄土堆积主要是更新世末期到早全新世,古土壤主要是晚全新世发育的,但其测年工作缺乏高密度光释光测年检验。通过对共和盆地西南部的羊曲剖面进行系统的高密度光释光年代学研究发现,羊曲剖面主要是末次冰消期沉积的,9.6～7.1 ka风沙活动迅速减弱,7.1～2 ka存在明显的沉积间断,说明基于单个剖面进行环境演变重建需谨慎。结合盆地内已发表OSL年代结果,末次冰消期以来,风沙活动在共和盆地一直存在,其最强烈时期是14～10 ka左右,黄土主要是末次冰消期14～10 ka沉积的,古土壤发育主要集中在3～2 ka和6～4 ka,此外在9～8 ka也有发育。     

汉江上游郧县庹家湾剖面光释光测年及意义

在野外考察基础上选择湖北郧县庹家湾剖面为研究对象。在对磁化率和粒度进行分析的同时,用单片再生剂量法进行了光释光测年（OSL）地层断代。OSL测年数据显示：剖面样品年龄处在55.11~13.57 ka BP,且与地层深度呈现出良好的对应关系,此剖面为黄土风化堆积形成。黏粒含量、黏粒/粉砂值以及磁化率值等气候替代性指标数值在马兰黄土层228~260 cm和294~370 cm深度明显高于典型马兰黄土（L₁）,具有明显的成壤特征,通过OSL测年数据判断时间为27.26~21.59 ka BP,说明在晚更新世时期气候并非持续稳定的寒冷干旱,而是具有一定的波动,在此期间气候相对温暖湿润,而且此次气候事件在黄土高原地区其他沉积记录中也有良好记录。     

柴达木盆地中部与西南部古沙丘的光释光年代学研究

青藏高原东北部的柴达木盆地广泛分布着风成沉积,其中古沙丘主要分布在盆地东部、中部三湖区和西南缘。柴达木盆地中部和西南部两处古沙丘集中分布区靠近柴达木盆地盐湖区,与盐湖的演化有着密不可分的联系,但是这些古沙丘的形成时代至今没有具体研究。本文应用光释光定年的单片再生剂量法对这两个区域典型的古沙丘进行了风成砂沉积年代测定。结果显示研究区古沙丘的堆积开始于约4~3 ka,并延续至0.5 ka之后被固定,其形成与柴达木盆地晚全新世气候的干旱和盆地内湖泊退缩引起的砂源增加有关;古沙丘下伏的河流相沉积物形成于末次冰消期（12.6±0.8 ka）。古沙丘的固定事件对应青藏高原东北部的冰川前进期,冰川前进期的低温条件可以引起盆地内蒸发量下降和有效湿度相对增加,从而促使植被条件改善并最终使沙丘固定。     

基于光释光测年的共和盆地风沙活动历史研究

位于青藏高原东北缘的共和盆地处于亚洲冬、夏季风和西风环流作用交替控制的干旱-半干旱区,盆地中分布着大面积的沙漠,是重建过去气候的重要载体。前人对共和盆地25个风成剖面的102个OSL年代结果进行分析,得出晚更新世以来共和盆地的风沙活动在各个时期都有发生,黄土堆积主要是更新世末期到早全新世,古土壤主要是晚全新世发育的, 但其测年工作缺乏高密度光释光测年检验。通过对共和盆地西南部的羊曲剖面进行系统的高密度光释光年代学研究发现,羊曲剖面主要是末次冰消期沉积的,9.6-7.1 ka风沙活动迅速减弱,7.1-2 ka存在明显的沉积间断,说明基于单个剖面进行环境演变重建需谨慎。结合盆地内已发表OSL年代结果,末次冰消期以来,风沙活动在共和盆地一直存在,其最强烈时期是14-10 ka左右,黄土主要是末次冰消期14-10 ka沉积的,古土壤发育主要集中在3-2 ka和6-4 ka,此外在9-8 ka也有发育。     

珠江口岛屿全新世沙堤的年代与沉积环境

通过对珠江口岛屿小型海湾如珠海淇澳岛和澳门黑沙滩一级阶地上的古沙坝/沙丘进行光释光（OSL）年代测定、粒度分析,结果表明,全新世潮间带砂体沉积的底部年代根据光释光测年结果和沉积速率推算,超过9 ka。海岸带形成的古沙坝或风成砂质沉积的光释光测年结果大部分老于新石器文化堆积的器物年代,表明全新世高海面期砂质滨海相沉积的形成先于新石器人类活动遗迹。潮间带砂质滨海相沉积的上覆地层常在6.5 ka左右快速转变为潮上带的风成沉积-人类活动混合堆积,导致文化层中沉积物粒度分选变差,参数波动较大。淇澳岛小沙澳湾9―4.3 ka的滨海相砂质沉积的顶部目前位于海拔＋4.8 m,这一高程可能与构造抬升运动有关。     

福建晋江颜厝老红砂的光释光测年及其环境指示意义

老红砂是全球气候变化研究的重要载体,能有效反映晚更新世以来的海岸带地貌过程和气候演化背景。囿于不可靠的测年方法,华南老红砂的形成年代及其气候环境背景问题尚未解决。为了更好地揭示华南老红砂主要的形成时段及其环境特征,本研究经野外考察后选取了位于福建晋江的颜厝老红砂剖面进行采样。在实验室选用中颗粒石英单片再生剂量法进行光释光年代测量,并对测年样品进行了粒度和地球化学元素测试。结合离散系数和化学风化指数CIA等指标对老红砂测年结果的可靠性进行了探讨。同时通过对已有的部分华南老红砂年代数据进行概率密度统计分析,探讨华南老红砂的形成年代及其气候环境背景。结果表明：（1）颜厝剖面为典型的风成砂,分选性较好,整体以中细砂为主。（2）颜厝老红砂沉积主要形成于132.85～37.22 ka,其中,在MIS5和MIS4阶段,沙丘可能因为处于活化—沉积—再活化的状态,释光信号没有得到良好的保存,因而出现了“沉积间断”的假象。MIS3阶段对应海退时期,风沙沉积速率较快,在暖湿的气候环境下,风化作用强烈。（3）受到海平面变化和冬季风强度等因素影响,高海面和低海面环境均有可能发育老红砂,但其沉积时段主要在80～3...     

腾格里沙漠两万年以来典型沉积物钾长石和石英光释光测年对比研究

沙漠内部保存的晚第四纪沉积序列,是重建过去气候环境变化的重要材料。近年来,不同测年方法被用于测定风成、湖相等各类沉积物的年龄,特别是光释光测年技术在沙漠地区的应用越来越多。然而,对不同光释光测年技术能否获得相对年轻样品的可靠年龄等问题,仍存在一些不确定性。本研究在腾格里沙漠不同点位采集了沉积物样品,开展了石英单片再生剂量法(SAR-OSL)和钾长石红外后释光法(pIRIR₁₅₀)对比测试,尤其是针对钾长石pIRIR₁₅₀进行了剂量恢复实验、衰退系数(g-值)以及残余剂量测定,进而探究钾长石pIRIR₁₅₀技术在该地区沉积物测年中的适用性与可靠性。结果表明：钾长石pIRIR₁₅₀释光信号总体晒退良好,30 h晒退后的残余剂量仅为0.07～0.27 Gy,并且在60 Gy的剂量范围内(对应研究区约两万年以内的样品),剂量恢复比率基本为1。经g-值校正后的钾长石pIRIR₁₅₀年代结果总体上出现高估,而未校正的年代则与石英SAR-OSL年代结果具有较好的一致性,表明研究区沉积物样品的...     

柴达木盆地西台吉乃尔盐湖沉积的年代学研究

柴达木盆地中部西台吉乃尔盐湖成因及其年代框架还存在争议。通过应用光释光测年法（OSL）和放射性碳测年法（AMS¹⁴C）测定两支分别来自该盐湖中部及东部边缘区域的岩芯,获得4个OSL和5个AMS¹⁴C年代数据。结果表明：（1） 对于老于30 ka的样品放射性碳测年法存在明显的年代低估,而对于年轻样品则存在约4.0 ka的碳库效应,相对而言光释光测年方法具有一定的合理性。（2） 两支岩芯顶部粉砂质粘土层形成于约0.3 ka,中部含粉砂质粘土盐层形成于大约4.0 ka,底部粉砂质粘土层则至少形成于70 ka 之前。     

班戈错盐湖古湖岸堤石英光释光年代学及其古环境指示意义研究

古湖岸堤是湖泊湖面变化的地貌学证据,通过古湖岸堤沉积年代学研究可重建地质时期湖泊演化历史。青藏高原内陆湖泊众多,保存了大量的第四纪时期古湖岸堤,是研究过去湖泊演化和气候变化信息的重要载体。对青藏高原班戈错盐湖北岸和东岸的低位连续古湖岸堤开展了地貌调查和光释光年代学研究。结果表明班戈错自末次冰消期(13. 5±1. 2 ka BP)以来,湖面整体呈波动下降过程,期间出现了4期湖面稳定阶段,分别在末次冰消期(13. 5±1. 2～11. 2±1. 0 ka BP)、全新世早中期(10. 1±0. 8～6. 5±0. 5 ka BP)、全新世后期(4. 2±0. 4～3. 1±0. 2 ka BP)以及全新世晚期(1. 7±0. 1～1. 2±0. 1 ka BP)。全新世晚期约1. 7 ka BP以后湖面迅速退缩,湖泊蒸发浓缩进入盐湖阶段。在末次冰消期班戈错高湖面形成主要与北半球太阳辐射强度增加引起气温升高,导致区域冰雪融水量增加相关,而在全新世湖面变化主要受印度季风强度变化控制。     

长江三角洲全新世沉积物光释光测年研究

长江三角洲是研究古海岸沉积环境演化的理想区域。选取长江三角洲平原一支长岩芯钻孔上部55 m层位的沉积物进行光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年研究。根据沉积物粒度特性,在实验前处理过程中,提取100~200 μm或63~100 μm粗颗粒石英矿物进行OSL测年。测年样品的预热坪与剂量恢复实验表明选择180℃作为预热条件较为合适,石英OSL信号衰退曲线以快组分为主。条件实验结果、等效剂量分布以及各测片的循环比、热转移等方法学层面的实验结果表明,OSL测年技术对该孔的沉积物测年具有适应性和可靠性。通过年代—深度关系模型,建立该段地层中全新世以来的年龄框架。依据该孔的年代地层序列并结合前人工作,探讨全新世以来长江三角洲的沉积演化。