腾格里沙漠南缘风积物快组分光释光信号选择研究

光释光(OSL)信号衰减曲线不同时段信号积分的选择, 直接影响到能否有效提取快组分信号, 从而影响等效剂量(De)计算的准确性。本文根据腾格里沙漠南缘古浪县附近的两个剖面的6个风成沉积物的共193个单片的单片再生剂量法(SAR)测试结果, 将石英OSL衰减曲线分解成快、中、慢与背景信号三个组分。利用分解出的OSL快组分信号建立再生曲线, 求取每个单片对应的De值, 并与4组选择OSL衰减曲线上不同时段信号积分的SAR法所计算的De值对比。结果表明, 腾格里沙漠南缘风成沉积物的De值对信号区间选择方式较为敏感; 使用通道1~2(0~0.32 s)作为快组分信号区间, 通道3~7(0.32~1.12 s)作为背景信号区间的早期背景信号扣除法获得的De值与快组分法计算的De值较一致; 晚期背景信号扣除法由于受中组分信号的显著影响, 计算的De值与真实De值之间存在较大差异。     

PRELIMINARY STUDIES ON DATING USING IRSL AND [ POST-IR] OSL SIGNALS FROM FINE-GRAINED POLYMINERALS AND OSL SIGNAL FROM FINE-GRAINED QUARTZ IN LOESS AT NORTHERN SLOPE OF KUNLUN MTS.,XINJIANG

使用感量校正多测片再生(SMAR)法对新疆昆仑山北坡的12个黄土样品的细颗粒混合矿物和细颗粒石英进行了等效剂量(De)的测量.测试结果显示,该地区黄土的[ post-IR]OSL和OSL信号强度相对于黄土高原的样品偏低,初步认为与物源不同及粉尘堆积和堆积后经受的风化作用微弱有关.细颗粒混合矿物的IRSL等效剂量值基本上小于其细颗粒石英OSL的,反映出长石存在明显的异常衰减现象;[post-IR] OSL信号主要来自于长石,用于测年需谨慎;细颗粒石英OSL更适合用于对该地区黄土的测年.     

汉江上游湖北段低阶地风成黄土-古土壤释光测年研究

通过对汉江上游湖北郧县-郧西段河谷的野外考察,选择前坊村汉江第一级阶地典型的黄土覆盖层剖面进行了深入研究.我们系统进行采样,分选出40～63μm石英颗粒,利用单片再生剂量法(SAR)技术,测得这些样品的光释光(OSL)年龄在2.90±0.15～16.76士0.60ka之间.OSL年龄值与地层深度表现出良好的对应关系.其...     

新疆昆仑山北坡黄土细颗粒混合矿物IRSL,[post-IR]OSL和细颗粒石英OSL测年初步研究

使用感量校正多测片再生(SMAR)法对新疆昆仑山北坡的12个黄土样品的细颗粒混合矿物和细颗粒石英进行了等效剂量(De)的测量.测试结果显示,该地区黄土的[ post-IR]OSL和OSL信号强度相对于黄土高原的样品偏低,初步认为与物源不同及粉尘堆积和堆积后经受的风化作用微弱有关.细颗粒混合矿物的IRSL等效剂量值基本上...     

OSL DATING OF THE HOLOCENE EOLIAN LOESS AND PALAEOSOL ON THE LOW TERRACE LAND IN THE UPPER HANJIANG RIVER VALLEY

通过对汉江上游湖北郧县-郧西段河谷的野外考察,选择前坊村汉江第一级阶地典型的黄土覆盖层剖面进行了深入研究.我们系统进行采样,分选出40～63μm石英颗粒,利用单片再生剂量法(SAR)技术,测得这些样品的光释光(OSL)年龄在2.90±0.15～16.76士0.60ka之间.OSL年龄值与地层深度表现出良好的对应关系.其中,利用释光信号组分拟合得到3种指数组分,发现快速组分达80％以上,且不同积分区间获得的De值处于一个坪区,各测片De值呈正态分布,说明这些风成沉积物晒退比较彻底.结合粒度参数Y值分析,确定这些沉积物属于风成堆积物.利用样品OSL年龄与气候替代指标,结合与秦岭北侧黄土剖面的对比,表明汉江上游河谷第一级阶地的风成堆积物从18.0ka开始堆积形成.自全新世以来受到不同程度的成壤改造作用,形成了与渭河谷地相似的Lt-Lt-So-Ll-MS土壤地层序列.同时发现在1.8ka(200A.D.)前后,汉江上游发生了一期特大古洪水事件.这些研究成果对于深入了解汉江上游水文气候变化具有重要意义.     

海南岛东北海岸风沙沉积的光释光年代学意义

选取海南岛东北部JSD2和PQR2两个典型海岸沙质沉积剖面进行研究,共采集10个测年样品和89个指标分析样品,在室内进行了光释光(OSL)测年和粒度分析.结果表明:1)JSD2和PQR2剖面砂样以中细沙为主,粒度众数在225～400μm之间.风沙沉积后受化学风化作用呈现淡红棕色至红棕色;2)JSD2剖面OSL年龄范围为...     

标准生长曲线法在华南沿海老红砂石英光释光测年中的适用性

如何快速准确地建立老红砂剖面年代学标尺或区域年代学框架,是在实践中有待解决的问题。而标准生长曲线法(SGC)在减少样品测试时间、提高测年仪器的测试效率方面具有独特的优势,因此在内陆黄土及沙漠沉积年代测定中得到了广泛应用。在福建和海南海岸带老红砂分布区采集了4个剖面的测年样品共计20个,应用单片再生剂量法(SAR)及SGC法进行定年研究。结果表明:(1)福建和海南海岸带老红砂样品释光(OSL)信号均以快组分为主,在信号积分通道前0.64 s快组分的信号占据总体信号的80%以上,适合使用SAR及SGC方法测年;其快、中组分光电离截面分别为:福建老红砂2.62×10~(-17)cm~2和3.24×10~(-18)cm~2,海南老红砂2.66×10~(-17)cm~2和3.51×10~(-18)cm~2;2个区域样品的IRSL(红外激发释光信号)/OSL信号比值表明,较老样品的红外释光信号明显高于较年轻的样品,这可能是受到长石包裹体的影响,但其比值均小于10%,符合SAR与SGC测试要求。(2)SGC法在华南海岸地区老红砂OSL年代学研究中具有较好的适用性,不同样品之间的剂量生长曲线存在着相似的增长模式,可以建立标准生长曲线;但福建与海南老红砂样品之间的标准生长曲线具有较大的差异,因此在较大区域范围内运用标准生曲线法应当谨慎小心。     

横断山地区末次冰期冰碛物石英光释光测年的适应性

为了探讨青藏高原东部地区冰碛物光释光测年的可行性,在横断山脉北部竹庆盆地硬普沟3列侧碛垄上采集了7个样品,提取出38～63μm的石英,用单片再生剂量法(SAR)测量等效剂量(de),并对样品光释光信号的有关物理特性进行了研究.结果表明:SAR程序的循环比在可接受范围之内,热转移信号的贡献<4.2%,不会对研究样品的等效...     

河北康保兴隆遗址的光释光测年研究

兴隆遗址是长城以北裕民文化分期研究的重要遗址。作为坝上高原迄今为止发现的出土遗物最丰富、沿用时间长达数千年的遗址, 其年代的确定不但有助于厘清古人类在这一地区出现的时代, 而且对研究中国北方旧-新石器时代过渡、农业起源及其环境背景等问题具有重要意义。兴隆遗址发掘后, 虽然其新石器文化层已通过¹⁴C方法进行了测年, 但其旧-新石器时代过渡期的文化层尚未进行年代学方面的研究。本研究在地层结构划分基础上, 对兴隆遗址的TG01探沟的G5剖面(42°N, 115°E; 海拔高度为1398m; 剖面研究深度为106~361cm)进行采样, 共采集有11个沉积物样品, 提取出粗颗粒(90~125μm)和细颗粒(4~11μm)两个粒级的石英, 利用光释光(OSL)测年技术中的单片再生剂量法(SAR), 对兴隆遗址探沟的不同文化层位进行年代测定, 建立了兴隆遗址的整体年代框架。通过对两种粒级的石英的释光年代比较, 得出细颗粒石英的所测年龄高于粗颗粒石英, 高出年龄约为600~2000年左右, 这可能是沉积过程的不完全晒退导致的。且基于粗颗粒石英的光释光年龄与¹⁴C年龄之间良好的一致性, 认为粗颗粒石英的光释光年龄更加可信; 并首次确定了兴隆遗址旧-新石器时代过渡期文化层的光释光年龄为距今13.4±1.8~10.7±0.9ka(以粗颗粒石英样品的年代为准)。

     

标准生长曲线法在华南沿海老红砂石英光释光测年中的适用性*

如何快速准确地建立老红砂剖面年代学标尺或区域年代学框架,是在实践中有待解决的问题。而标准生长曲线法(SGC)在减少样品测试时间、提高测年仪器的测试效率方面具有独特的优势,因此在内陆黄土及沙漠沉积年代测定中得到了广泛应用。在福建和海南海岸带老红砂分布区采集了4个剖面的测年样品共计20个,应用单片再生剂量法(SAR)及SGC法进行定年研究。结果表明: (1)福建和海南海岸带老红砂样品释光(OSL)信号均以快组分为主,在信号积分通道前0.64 s 快组分的信号占据总体信号的80%以上,适合使用SAR及SGC方法测年;其快、中组分光电离截面分别为: 福建老红砂2.62×10^-17 cm²和3.24×10^-18 cm²,海南老红砂2.66×10^-17 cm²和3.51×10^-18 cm²; 2个区域样品的IRSL(红外激发释光信号)/OSL信号比值表明,较老样品的红外释光信号明显高于较年轻的样品,这可能是受到长石包裹体的影响,但其比值均小于10%,符合SAR与SGC测试要求。 (2)SGC法在华南海岸地区老红砂OSL年代学研究中具有较好的适用性,不同样品之间的剂量生长曲线存在着相似的增长模式,可以建立标准生长曲线; 但福建与海南老红砂样品之间的标准生长曲线具有较大的差异,因此在较大区域范围内运用标准生曲线法应当谨慎小心。     

沙漠边缘厚层黄土上部光释光测年的初步研究*

对处于中国西北黄土高原沙漠边缘曹岘厚层黄土剖面上部进行了光释光年代初步研究。实验结果表明,45~63μm石英颗粒的光释光信号以快组分为主,适合应用单片再生剂量法(SAR)测年。在自然和再生剂量预热温度为260℃持续10秒,检测剂量预热温度为160℃持续0秒的条件下,石英单片再生剂量法获得的光释光年龄随样品深度而增加。但是,剖面底部S₁古土壤和L₂顶部黄土样品的光释光年龄仅为69.1±5.5ka和72.0±4.6ka,表现出30 ％ ~50 ％ 的年龄低估。利用多片再生剂量法(MAR)得到的年龄与SAR方法所得年龄无显著差异,即出现了类似的年龄低估现象。在20.1~18.8ka时段内,该剖面的沉积速率超过500cm/ka。末次冰盛期的寒冷气候,与沙漠的距离以及近邻黄河的地貌特点共同造成了如此高的沉积速率。     

大同火山烘烤层的光释光年龄

对山西省大同市东水头村和于家寨两个点的第四纪火山玄武岩下伏烘烤层样品,进行了细颗粒石英光释光(OSL)测年研究。初步结果显示,对于大同火山烘烤层样品,应用简单多片OSL法能够获得有价值的火山活动年龄估计。光释光测年结果表明山西大同地区第四纪至少存在两期火山活动,一期发生的最小年龄为17万年,另一期发生在距今8.5万年左右。     

旧石器遗址强烈化学风化沉积物细粒混合矿物的光释光信号特征及其测年应用

中国南方地区一些旧石器考古遗址的沉积物因遭受强烈化学风化而粒径较细、长石含量低,难以单独提取长石颗粒进行测年。本研究利用从湖南省北部赤山岛枫树嘴旧石器遗址剖面第2、第3和第4考古层位采集的3个沉积物样品中提取的细粒混合矿物,尝试对其红外释光（IRSL）信号进行研究。实验表明,虽然长石IRSL信号很弱,但仍可以测得信噪比足够高的红外激发后高温红外激发释光（post-IR IRSL）信号。与此同时,样品存在明显的红外激发后蓝光释光（post-IR OSL）信号,并且样品的IRSL与post-IR OSL信号均以快组分为主,这为该地区沉积物利用长石光释光信号定年提供了新的可能。鉴于长石IRSL信号较弱,根据剂量恢复实验结果,本研究采用post-IR IRSL SAR法（50℃红外激发后270℃高温红外激发,pIRIR270℃）进行等效剂量测量,同时也应用post-IR OSL SAR法定年进行比较。实验结果表明,细粒混合矿物的pIRIR270℃等效剂量分别为418.8±13.2 Gy、562.3±18.2 Gy和694.8±17.9 Gy,相对应的post-IR OSL SAR等效剂量结果为345.0±29.4 Gy、409.6±33.7 Gy和424.7±32.2 Gy。假设强烈化学风化未对沉积物的剂量率造成很大影响,基于长石pIRIR270℃信号的释光年龄为89±6 ka、118±8 ka和152±9 ka,比前人所得的石英OSL SAR法年龄老30%~55%（约20~55 ka）。通过对比不同测量条件下获得的等效剂量值来评估长石IRSL信号是否存在晒退问题,没有发现长石post-IR IRSL信号存在晒退不完全的证据。根据本研究post-IR IRSL SAR法测年结果,赤山岛枫树嘴旧石器遗址似阿舍利技术类型的石器出现在倒数第二次冰期（MIS 6）后期至末次间冰期（MIS 5）前期,比湖南道县福岩洞现代人类牙齿化石年龄（80~120 ka）稍老。作为似阿舍利技术石器制造者的赤山岛古人与福岩洞现代人的关系将是我国旧石器时代考古学和古人类学研究的一个重要课题。

     

南京市区埋藏古河道沉积物的年代

埋藏古河道沉积物年代学框架的建立对于探讨当地水系演变过程、重建气候演化历史具有重要意义。本文用光释光(OSL)测年中的简单多片再生法(SMAR)和单片再生法(SAR)对南京市区汉府街埋藏古河道堆积物钻孔样品进行了光释光测年,对岩芯中含有的植物碎片进行了AMS 14C测年。光释光等效剂量(De)的预热坪实验表明,在 200～260℃的预热温度范围内均能获得基本一致的De值,并得到了剂量恢复实验支持。样品的光释光年龄和树轮校正的AMS 14C年龄吻合,结果显示N06S6孔秦淮河古河道沉积是不连续的,主要堆积于6.6ka至7.9ka期间和14ka至15ka期间。末次冰盛期期间,秦淮河下切形成深达至少42m的古河谷。     

晋陕峡谷基座阶地沉积物释光测年方法的比较研究

黄河的系列阶地是其发育过程中最直接的遗迹记录,确定阶地的精确形成年代是研究其地貌演化最重要的关键问题之一。尽管以往对黄河阶地进行了大量的测年研究,尤其是光释光测年,但对各测年方法结果可靠性的比较相对较少。本研究选择黄河晋陕峡谷黑峪口地区的一个典型基座阶地,对其沉积物进行多方法的光释光测年研究,包括应用于细粒（FG）石英与粗粒（CG）石英的单片剂量再生法（OSL-SAR）和应用于粗粒钾长石的红外后多步高温红外法（MET-pIRIR）;同时,测定了现代黄河河流样品不同释光信号的残余剂量。结果表明,粗粒和细粒石英具有不同的光释光性质,细粒石英的光释光性质具有更多的快组分、更高的饱和剂量和热稳定性等使其更适合光释光OSL-SAR方法测年。尽管现代样品的细颗粒比粗颗粒有更大的光释光（SAR-OSL）残余剂量,但阶地样品的细颗粒SAR-OSL年龄与地层层序的一致性表明细颗粒的光释光年代是可靠的。现代样品粗颗粒石英的光释光信号晒退较彻底,但阶地样品的粗颗粒石英SAR-OSL年龄与地层的不一致性和其较大的离散性,表明其SAR-OSL年龄的可靠性不如细颗粒石英。根据细粒石英的SAR-OSL年龄,研究阶地的形成年龄为64.7±2.5 ka。现代样品中的MET-pIRIR和回授光释光信号（TT-OSL）晒退不彻底,阶地沉积物样品钾长石的MET-pIRIR年龄远高于其对应的石英SAR-OSL年龄,并大于其上覆马兰黄土的年代上限。本研究说明在进行其他黄河阶地释光测年时,应同时应用粗粒和细粒石英,通过分析其光释光性质和样品的地貌沉积过程来确定其可靠性。在对阶地沉积物应用石英的TT-OSL和钾长石MET-pIRIR方法测年时需要特别谨慎。

     

汉江上游全新世特大古洪水事件光释光测年研究

古洪水事件对中国古代文明的演变进程产生过重大影响,古洪水水文学研究是全球变化研究的前沿课题.通过野外深入考察,在汉江上游河谷阶地上,发现典型的全新世剖面中赋存古洪水滞流沉积层,记录了古洪水事件的气候水文信息.选择三个剖面系统采样,应用SAR法的Post-IR OSL技术对样品进行测年研究,获得了14个OSL年龄数据.结合样品的粒度成分和磁化率等气候替代指标测定分析,获得了全新世洪水事件与气候变化关系的记录.证明在距今9.5~8.5 ka和3.2~2.8 ka前,汉江上游经历了2个特大洪水期.该流域黄土—古土壤剖面记录了全新世早期气温回升增湿的气候,由于大气波动失稳,出现了9~8 ka前的全球降温事件;中期土壤成壤强烈,记录了温暖湿润的气候;晚期形成的现代黄土和表土层,记录了相对干旱的气候.由此揭示了在全新世早期气候波动失稳和中期向晚期过渡的气候转折时期,气候变化剧烈,降水变率增大,是导致特大古洪水事件频发的主要原因,这也是该区域气候水文事件对全球气候变化响应规律的具体表现.     

Testing polymineral post-IR IRSL and quartz SAR-OSL protocols on Middle to Late Pleistocene loess at Batajnica,Serbia

The loess–palaeosol sequence of Batajnica (Vojvodina region, Serbia) is considered as one of the most complete and thickest terrestrial palaeoclimate archives for the Middle and Late Pleistocene. In order to achieve a numerical chronology for this profile, four sets of ages were obtained on 18 individual samples. Equivalent doses were determined using the SAR protocol on fine (4–11 μm) and coarse (63–90 μm) quartz fractions, as well as on polymineral fine grains by using two elevated temperature infrared stimulation methods, pIRIR₂₉₀ and pIRIR₂₂₅. We show that the upper age limit of coarse quartz OSL and polymineral pIRIR₂₉₀ and pIRIR₂₂₅ techniques is restricted to the Last Glacial/Interglacial cycle due to the field saturation of the natural signals. Luminescence ages on coarse quartz, pIRIR₂₂₅ and pIRIR₂₉₀ polymineral fine grains are in general agreement. Fine quartz ages are systematically lower than the coarse quartz and pIRIR ages, the degree of underestimation increasing with age. Comparison between natural and laboratory dose response curves indicate the age range over which each protocol provides reliable ages. For fine and coarse quartz, the natural and laboratory dose response curves overlap up to ~150 and ~250 Gy, respectively, suggesting that the SAR protocol provides reliable ages up to c. 50 ka on fine quartz and c. 100 ka on coarse quartz. Using the pIRIR₂₂₅ and pIRIR₂₉₀ protocols, equivalent doses up to ~400 Gy can be determined, beyond which in the case of the former the natural dose response curve slightly overestimates the laboratory dose response curve. Our results suggest that the choice of the mineral and luminescence technique to be used for dating loess sediments should take into consideration the reported limited reliability.     

泥河湾陆相沉积物光释光年代学研究及其对古湖泊演化的指示意义

对泥河湾盆地郝家台、后沟、红崖和虎头梁4个地点湖相及其上覆沉积物样品进行了光释光年代学研究。由于中粒石英的单片再生剂量法所测光释光信号已经达到了饱和,故采用中粒混合矿物的红外激发后高温红外激发方法,并对其异常衰退进行校正,这种方法利用长石的释光信号,饱和剂量较高,且异常衰退较小,为测量老样品提供了可能性。根据红外激发后高温红外激发光释光测年结果,郝家台、后沟和红崖地区现存泥河湾湖相顶部沉积物年龄为360~420ka,虎头梁湖相顶层沉积物年龄为约270ka,而郝家台和后沟湖相沉积物上覆黄土-古土壤年龄分别为约130ka和180ka。这些测年结果表明在泥河湾地区湖相沉积物顶层及其上覆沉积物之间广泛存在一个沉积间断,且不同地点湖相沉积物侵蚀的程度不同。因此,推测现在泥河湾地区出露的湖相沉积物顶层并不是当时古湖泊消失时的沉积,即至少部分古湖泊沉积的顶部已被侵蚀。