Cosmogenic 26Al/10Be Burial Dating of the Uplift Rate of Southern Qinling Mountains since the Middle Pleistocene

正Objective The Qinling Mountains(QM)in Central China is a natural barrier that corresponds to the boundary between the southern and northern climate and environment(Gong Hujun et al.,2017).Northern QM is relatively steep,and southern QM is in contrast relatively low and gentle.Investigations have shown that the average uplift rate of     

宇生核素26Al/10Be埋藏测年法铝化学分析程序的改进

原地宇生核素26Al/10Be埋藏测年法是最近十多年涌现的测年新技术之一,广泛应用于地貌演化、古人类等研究领域,Al回收率及其纯度很大程度上决定着年代结果的精度.美国Purdue大学现用Al分离纯化程序有一些步骤尚待完善.本文通过条件实验,对该程序提出如下修改建议:①用38 ～ 75 μm阴离子交换树脂取代原用的75 ～ 150 μm树脂,以减少淋洗液(0.05 mol/L草酸-0.5 mol/L盐酸)体积并实现Al与主要干扰元素Fe、Ti的定量分离;②用阳离子交换法从草酸-盐酸中提取Al,以规避较为冗长的化学法破坏草酸.模拟样品的分析结果表明,经改进的两步骤可实现Al近于定量的回收,全流程Al回收率达91％-+5％,纯度为98％.     

陨石中宇宙成因核素~(10)Be和~(26)Al的化学分离纯化

陨石离开其小行星母体直至降到地球表面期间,受到宇宙射线的照射,产生一系列包括10Be和26Al等的放射性核素。10Be和26Al的含量及其比值记录了宇宙射线辐照历史,而陨石降落到地球表面后,它们的衰变又提供了测定其降落时间,即居地年龄的方法。10Be和26Al由加速器质谱测定,样品需分离纯化。为此,开展了陨石样品Be和Al的分离纯化实验。通过模拟样品的条件实验,建立了Be和Al分离纯化的化学流程,其回收率分别达到89%和70%。在此基础上,分离并测定了一个降落型普通球粒陨石(吉林陨石)非磁性部分的10Be和26Al的含量。结果显示,吉林陨石26Al/10Be的比值为5.005,远大于两者的饱和比值(2.72),说明吉林陨石经历了短期的暴露辐射,这一结果与吉林陨石第二阶段的暴露年龄0.4Ma一致。整个化学流程的10Be/9Be和26Al/27Al空白分别为(4.33±0.46)×10-14和(6.59±4.66)×10-15,其中前者接近于该仪器的空白测量值,而后者则接近于仪器的检测限2.3×10-15。     

宇宙成因核素26Al/10Be埋藏测年法在宁夏沙坡头黄河砾石阶地年代研究中的应用

本文利用宇宙成因核素26Al/10Be埋藏测年法对宁夏沙坡头地区黄河左岸的T5、T6、T8和T9阶地开展了年代学研究。采用简单快速埋藏模式获得4级阶地的26Al/10Be埋藏年龄分别约为0.25Ma、0.36Ma、0.59Ma和1.06Ma,如果考虑后期剥蚀作用的影响（E≈5m/Ma）,则4级阶地的年龄分别约为0.42Ma、0.39Ma、1.02Ma和1.59Ma。本研究未发现砾石大小与10Be、26Al核素浓度及26Al/10Be比值有明显相关性。     

利用陆面岩石中生成的宇生同位素重建冰川漂砾运动历史的尝试

冰川漂砾的形成年代通常难以直接测定，并且漂砾形成以后是否被再次搬运或者移动过，更是无法知道。本文研究发现，通过测试砾石不同部位的宇生同位素，不仅可以测定砾石形成的时代，而且可以确定砾石再次被搬运或者被翻转的年代，从而恢复砾石运动的历史。本文以石英中生成的宇生同位素^10Be，对青藏高原东南部海子山的冰川漂砾进行了探讨，结果表明该砾石形成于倒数第二次冰期(186～128ka BP之间)，在末次冰期中再次被冰川搬运，使之反转。该方法不局限于^10Be和冰川漂砾，也适用于其他陆面岩石中生成的宇生同位素以及其他成因的石块或者砾石。因此为探讨冰川作用、泥石流活动、重力崩塌等过程提供了一种重要的方法和技术途径。     

Cosmogenic 10Be and 26Al Chronology of the Last Glaciation of the Palaeo-Daocheng Ice Cap, Southeastern Qinghai-Tibetan Plateau

The glacial landforms of the Qinghai-Tibetan Plateau(QTP) provide a unique opportunity to research hemispheric and global environmental changes. In this study,we focus on the glacial history of the palaeo-Daocheng Ice Cap(p-DIC) in the southeastern QTP during the last glacial cycle. Based on field investigations,morphostratigraphy,and surface exposure dating of roche moutonnée,polished surface and moraine debris through the terrestrial cosmogenic nuclides(TCN) 10 Be and 26 Al. We identify glacial deposits of the last deglaciation,with minimum ages of 14.9±1.3–18.7±1.7 ka,the Last Glacial Maximum(LGM) of 24.7±2.2 ka,and the early part of the last glacial period(marine oxygen isotope stage(MIS) 3) of 37.1±3.4–45.2±3.9 ka. Our results show that in this region,the extent of the glacial advance during MIS 3 was larger than that during the traditional LGM(MIS 2). These ages are consistent with prior chronologies,and the 10 Be age is consistent with the 26 Al age for the same sample. Thus,these data provide reliable constraints on climate change in the QTP,during the last glaciation.     

基于宇宙成因核素~(10)Be的青藏高原东南部地区末次间冰期以来地表岩石剥蚀速率研究

地表剥蚀速率是衡量地貌演变的一个重要因子.本研究利用原地生成宇宙成因核素10Be对青藏高原东南部地区地表岩石剥蚀速率进行了首次测定.结果显示,自末次间冰期以来,青藏高原东南部地区的地表岩石剥蚀速率不超过60 mm/ka,平均剥蚀速率值约为27.1±10.2 mm/ka,这一结果与其他高海拔地区基岩剥蚀速率值一致.高原东南部地区地表岩石剥蚀率同时受构造活动和气候尤其降水量等因素的制约.与高原内部干旱、半干旱地区相比,青藏高原东南部地区的剥蚀速率偏大,但均在同一个数量级范围内.高原东南部地区较高原内部干旱区剥蚀速率大的原因主要是由于降水量的差异所致.     

原地生成宇宙成因核素^10Be和^26Al样品采集及处理

着重介绍原地生成宇宙成因核素^10Be和^26Al理想样品的特点、野外采集注意事项、实验室分离与纯化以及加速器质谱测量用靶样制备等。     

西域砾岩宇宙成因核素26Al/10Be埋藏定年探索

西域砾岩是分布于青藏高原北缘天山、昆仑山一带的一套晚新生代砾石堆积地层, 获知其可靠的年代信息对于理解高原隆升及地貌演化过程尤为关键。宇宙成因核素 26Al/10Be埋藏测年是近年来发展起来的同位素测年新技术。本文对帕米尔高原西昆仑山山前的两个西域砾岩剖面采集的砾石样品进行了 26Al/10Be埋藏测年分析。简单快速埋藏模式计算获得亚马勒剖面西域砾岩下部混合砾石样品的埋藏年龄>3.5Ma, 对该剖面西域砾岩上部5个样品加权平均得到的年龄为2.11+0.60/-0.46Ma; 另一处奥依塔克西域砾岩生长地层底部砾石样品的埋藏年龄在0.46~7.12Ma。研究表明, 研究区的西域砾岩堆积具有穿时性。本文是 26Al/10Be埋藏测年方法应用于西域砾岩年代学研究的一次有益探索和尝试, 并对在西域砾岩 26Al/10Be埋藏测年中存在的问题进行了探讨。     

豫西小秦岭金矿区的一组^40Ar／^39Ar定年数据

本文提供了一组小秦岭金矿区的＾４０Ａｒ／＾３９Ａｒ定年数据。根据地质体的形成温度和被测定矿物封闭温度之间的关系,讨论了各个年龄的地质含义。认为东闯钾长花岗岩墙和文峪二长花岗岩体分别形成于印支期和燕山早期,主要金矿化发生在文峪二长花岗岩体已固结之后（１３２Ｍａ）,自１．３Ｇａ以来,本区遭受过的区域性热事件温度不会超过３５０℃。     

26Al/10Be埋藏测年及其在洞穴沉积年代学研究中的应用

长期暴露于地表的石英砂被快速搬入洞穴或埋藏,不再接受宇宙射线辐射,埋藏前所积累的陆地宇生核素26 Al 和10 Be 随时间指数衰减。据此用加速器质谱计测定沉积物中石英样品现存的26 Al /10 Be可计算其埋藏年代。用此方法本文对周口店第一地点的下部地层年代作了初探。此次研究表明自第10层以下的沉积物其年代很可能≥ 1 Ma。      

陨石中宇宙成因核素10Be和26Al的化学分离纯化

陨石离开其小行星母体直至降到地球表面期间,受到宇宙射线的照射,产生一系列包括10Be和26Al等的放射性核素.10Be和26Al的含量及其比值记录了宇宙射线辐照历史,而陨石降落到地球表面后,它们的衰变又提供了测定其降落时间,即居地年龄的方法.10Be和拍26Al由加速器质谱测定,样品需分离纯化.为此,开展了陨石样品Be和Al的分离纯化实验.通过模拟样品的条件实验,建立了Be和Al分离纯化的化学流程,其回收率分别达到89%和70%.在此基础上,分离并测定了一个降落型普通球粒陨石(吉林陨石)非磁性部分的10Be和26Al的含量.结果显示,吉林陨石26Al/10Be的比值为5.005,远大于两者的饱和比值(2.72),说明吉林陨石经历了短期的暴露辐射,这一结果与吉林陨石第二阶段的暴露年龄0.4 Ma一致.整个化学流程的10Be/9Be和26Al/27Al空白分别为(4.33±0.46)×10-14和(6.59 ±4.66)×10-15,其中前者接近于该仪器的空白测量值,而后者则接近于仪器的检测限2.3×10-15.     

Evidence of Glacial Erratic Rollover Revealed by 10Be and 26Al Concentration Variations

Cosmogenic nuclide exposure dating is one of the most intensively applied dating methods with which to study glacial geomorphology.Glacial erratics have been the major dating objective in many studies.Some research has proposed that glacial erratics may undergo rollover and re-transportation during the late exposure stage,which can affect the dating results.However,there is no direct evidence to confirm this possibility.In this study,we collected seven samples from a vertical section inside a glacial erratic in the paleo-Daocheng ice cap in the southeastern Tibetan Plateau,measuring their contents of the cosmogenic nuclides ¹⁰Be and ²⁶Al.The results show that from the top to the bottom,the concentrations of 10Be were(1.21±0.05)×10⁶,(1.00±0.02)×10⁶,(0.88±0.03)×10⁶,(0.77±0.02)×10⁶,(0.75±0.03)×10⁶,(0.95±0.03)×10⁶ and(1.46±0.04)×10⁶ atoms/g.The ¹⁰Be concentrations decreased from(1.21±0.05)×10⁶ atoms/g to(0.75±0.03)×10⁶ atoms/g and then increased to(1.46±0.04)×10⁶ atoms/g,which is not consistent with the theoretical prediction of a gradual decrease.This phenomenon indicates that the glacial erratic may have rolled over at least once.The lower surface of the erratic could have been on top at some time in the past.Therefore,its exposure age was greater than the exposure age that was expected,based on its current orientation.This study provides numerical evidence for an erratic rollover event.     

汉江上游尚家河段全新世古洪水事件光释光测年研究

汉江上游是南水北调中线工程重要的水源区。通过对汉江上游河谷的详细调查,在郧县尚家河段全新世黄土-古土壤剖面上部发现一层典型古洪水滞流沉积物,对其进行了年代学和沉积学的研究。对于系统采集的样品,进行粒度分析测定,证明其为典型的古洪水滞流沉积物（SWD）,记录了古洪水事件发生的气候水文信息。采用古洪水水文学方法恢复推算出这次特大古洪水事件的洪峰流量为63 720 m3/s,其规模大于实测最大洪水。应用光释光测年（OSL）技术中的单片再生剂量法（SAR）,测得样品的年龄在940±140~3 190±100 a之间,确定古洪水SWD是汉江上游发生在1 000~900 a B.P.期间的特大洪水事件的沉积物。这期古洪水事件的发生年代对应于我国北宋/辽时期的气候恶化阶段,由于东亚夏季风环流异常变化,降水变率大,气候处于不稳定期,出现旱涝灾害频繁发生的现象。研究结果对于深入揭示河流水文系统对于全球变化的响应规律提供了新的证据。     

黑龙江省鸡西盆地基性岩40Ar/39Ar同位素定年及其地质意义

黑龙江省鸡西盆地张新地区辉绿玢岩呈岩床状侵入晚中生代城子河组地层中;辉绿玢岩较纯净,无捕虏体,呈斑状结构,斑晶由普通辉石、斜长石组成,斑晶体积分数为35%～40%;基质由微晶斜长石、辉石、磁铁矿及玻璃质组成。辉绿玢岩⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年结果表明,其等时线年龄与坪年龄在误差范围内较为接近,该辉绿玢岩的形成时代介于96～101 Ma,即形成于早白垩世晚期-晚白垩世早期的Albian-Cenomanian阶。结合区域上该期岩浆事件的特点,暗示早白垩世晚期-晚白垩世时期鸡西盆地处于古太平洋板块(Izanagi-Kula 板块 )向东亚大陆边缘斜向俯冲背景之下的弧后伸展环境。     

^40Ar／^39Ar定年中干扰同位素的质谱校正与低温分离技术

将光谱纯的CaF_2和优级纯的K_2SO_4同样品一起在反应堆中照射,用MM-1200质谱计分别对其熔融释放的气体进行测定,得到干扰同位素校正因子: C_2=(~(36)Ar/~(37)Ar)_(Ca)=(2.40±0.24)×10~(-4) C_4=(~(39)Ar/~(37)Ar)_(Ca)=(8.06±0.10)×10~(-4) C_3=(~(40)Ar/~(39)Ar)_K=(3.18～6.86)×10~(-3) 将被照射过的含Cl样品释放的Ar和Cl混合气体,通入被冷却到-90℃的弯管,Cl被冷     

黄龙洞年轻石笋的~(210)Pb测年研究

利用210Pb测年法对来自亚洲季风系统相互作用的青藏高原边缘区、高海拔的黄龙洞两根年轻石笋进行了测年研究,数据分析结果显示黄龙洞石笋顶部的210Pb放射性活度随距离呈指数衰变,衰变的趋势逐渐减缓,表明所研究的石笋中含有过剩的210Pb,样品顶部年龄小于100a。对黄龙洞石笋过剩210Pb数据进行非线性拟合,计算出两根石笋的平均沉积速率分别为0.104mm/a和0.143mm/a,与利用230Th测年法得到的沉积速率在定年误差范围之内一致,表明黄龙洞的210Pb测年数据是可靠的,通过计算石笋的沉积速率,可以建立近百年的石笋记录。研究表明,利用210Pb测年方法可以判断石笋(或石笋顶部)是否为100a内沉积的年轻石笋,弥补230Th法测定年轻石笋年龄的不足,有利于建立更加精确的石笋年代标尺,对探讨洞穴现代沉积记录和现代气象数据之间的相关性,明确洞穴石笋δ18O值所指示的气候环境含义具有重要意义。     

Stone run (block stream) formation in the Falkland Islands over several cold stages,deduced from cosmogenic isotope (10Be and 26Al) surface exposure dating

Cosmogenic isotope (¹⁰Be and ²⁶Al) surface exposure dating has been applied to valley‐axis and hillslope stone runs (relict periglacial block streams) and their source outcrops in the Falkland Islands, South Atlantic. The data indicate that stone runs are considerably older landforms than previously envisaged and afford no evidence that they are a product of the Last Glacial Maximum; the samples range in apparent ¹⁰Be age from 42k to 731k yr BP, but some of these are minima. The results indicate that valley‐axis stone runs may be up to 700–800k yr old, have simple exposure histories and are composite landforms that developed over several cold stages. Analyses of some hillslope and outcrop samples also demonstrate simple exposure histories with ¹⁰Be ages from 42k to 658k yr BP. In contrast, isotopic ratios from other hillslope and outcrop samples reveal they have had a complex exposure history involving periods of burial or shielding; the samples range in ¹⁰Be age from 59k to 569k yr BP and these are regarded as minimum age estimates. Larger stone runs may be older than smaller runs and there is a possibility that stone runs older than 800k yr exist in other parts of the Falklands. The assertion that glaciation in the Falklands was restricted to the highest uplands is supported by the data, and the potential for age determination of other boulder‐strewn and bedrock landforms, using cosmogenic isotope analysis, in order to extend the geochronology of Quaternary events and processes is noted. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

新疆乌伦古湖的210Pb、137Cs测年与现代沉积速率

通过对乌伦古湖2个沉积柱样的²¹⁰Pb和¹³⁷Cs剖面的观测,运用²¹⁰Pb过剩法和¹³⁷Cs时标法估算了近几十年来的平均沉积速率。研究结果表明：²¹⁰Pb过剩法的CRS模式测定的沉积速率的变化范围为0.018～0.071 g/(cm²·a),137Cs时标法测定沉积速率的变化范围为0.034～0060 g/(cm²·a),两者具有较高的一致性。20世纪60年代以前,人类活动对本区影响相对较小,湖泊的沉积速率主要受自然因素的影响;20世纪60年代以后,随着乌伦古河中、下游农业的发展和调水工程的实现,人类活动逐渐成为主导湖泊演化的因素,从而影响乌伦古湖沉积速率。     

昆仑山垭口地区"望昆冰期"冰碛宇宙成因核素10Be测年

昆仑山垭口地区是东昆仑山现代冰川作用中心之一,在第四纪冰期间冰期旋回中保留了多套较为完整的冰川沉积.位于垭口盆地西侧山脊上的望昆冰碛,是本区已知最老的冰川沉积.应用宇宙成因核素10Be暴露年龄方法对望昆冰碛进行年代测定,5个样品中有4个介于(56.9±5.6)～(38.2±3.5)ka BP之间,相当于MIS3阶段,明显年轻于前人所测ESR和古地磁年代,且与地貌系列不符.这一结果不能代表望昆冰碛的实际年代,而应为所测漂砾后期暴露的年代,反映了MIS3阶段昆仑山垭口地区曾遭受过强烈地表剥蚀过程.望昆冰碛10Be暴露年龄显著地年轻,表明应用宇宙核素暴露年代测定冰碛物形成时代具有复杂性,应充分考虑后期剥蚀等地表过程,并应使用其他测年方法进行相互验证.