新疆昆仑山北坡风成沉积物TT-OSL测年可行性初探

对来自新疆昆仑山北坡于田克里雅河-皮山县一带的4个风成样品的细颗粒石英进行了热转移光释光法（TT-OSL）测试,以探讨该方法应用于该区域风成沉积测年的可行性。测试结果表明,这4个样品的TT-OSL信号均十分微弱,信噪比偏低,致使感量校正后的天然和再生剂量TT-OSL信号强度点散乱,难以拟合出高质量和高可靠性的生长曲线,因而也很难计算出一个可靠的D_e值。经研究后初步认为,TT-OSL法无法对新疆昆仑山北坡风成堆积物进行可靠的测年。      

山东济南下寒武统朱砂洞组软沉积变形中燧石的Sm-Nd年龄测定及其意义

在济南南部下寒武统朱砂洞组丁家庄段硅质白云岩中,发育地震引起的硅质触变脉、硅质触变沉陷构造和触变楔等软沉积变形构造。从同一地震触变沉陷构造中,采得一组灰黑色燧石样品。使用英国VG354同位素质谱仪和同位素质谱分析方法,测得每个样品的 ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd 和 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 同位素值。采用Sm-Nd 等时线法,对燧石进行了测年。获得燧石的成岩年龄为530.8±6.1 Ma,由于软燧石(硅胶体)成岩至少经历了0.1 Ma的时间,所以,地震沉积事件发生在530.7±6.1 Ma,属早寒武世早期。由于测年结果与沧浪铺阶的下界年龄接近,山东朱砂洞组丁家庄段无化石且河南省标准地层剖面中的整个朱砂洞组属沧浪铺阶,这暗示济南地区朱砂洞组丁家庄段属沧浪铺阶。本次测年得到了鲁西地区第1个下寒武统的同位素年龄值,这对确定该地区早寒武世地震沉积事件发生的时间具有参考价值和意义,也为深入研究鲁西地区寒武纪地层提供了新资料。     

电子自旋共振(ESR)化石测年及其在晚新生代动物群年代学研究中的应用

动物群化石组合通常被用来限定地层的相对年代,但很难给出地质事件的精确时间.电子自旋共振(ESR)方法能够对化石样品本身直接测年,测年范围可以覆盖更新世和上新世.ESR化石测年的难点之一在于化石中铀放射性衰变体系的开放性.通过与铀系分析相结合,可以更精确的重建牙齿化石中铀元素的迁移过程,进而获得更可靠的年龄.本文对ESR化石测年方法进行了介绍,并展示了该方法在国内外动物群年代学研究中的一些应用.通过与生物地层学相结合,ESR化石测年方法为晚新生代地质和动物考古学年代学研究提供了一种更直接的绝对测年手段.     

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。     

藏南裂谷区晚第四纪泉华的ESR测年适用性研究

藏南裂谷区泉华(硅华和钙华)是受区域构造运动控制的水热活动产物，其形成年代对研究该区域水热活动历史有着重要意义。电子自旋共振(ESR)测年法是一种测定泉华年龄的有效测年手段。但存在硅华样品成分复杂，其ESR测年信号具有混合叠加、相互干扰的现象，影响ESR信号的读取；且应用ESR测年法对藏南的钙华样品研究较少，不利于全面掌握藏南水热活动历史等问题。因此对藏南泉华样品ESR测年适用性的研究将有助于指导藏南地区泉华ESR测年的准确性，同时为开展区域构造活动研究提供扎实的年代学基础。该文选取藏南阿里—日喀则地区搭格架热田区的硅华样品和夏康坚温泉区的钙华样品，开展了泉华样品的ESR信号选取和附加剂量影响、钙华ESR信号热稳定性探究，进而得到相对准确的泉华发育年代。研究结果表明：搭格架热田区第三、四级阶地处硅华分别形成于81±16 ka、177±20 ka,夏康坚温泉区河漫滩和第一级阶地处的钙华分别沉积于106±32 ka、264±26 ka。辐照剂量方面，藏南泉华样品在0～7680 Gy范围内对人工附加剂量响应良好；温度方面，硅华受封闭温度影响较小，钙华g=2.0034心信号在20～250℃范围...     

石英ESR测年信号衰退特征研究进展

电子自旋共振(ESR)测年法是第四纪地质年代学的重要测试方法之一,其测年范围广,特别是对于20万年至百万年尺度的第四纪样品有着重要意义.准确测量古剂量是影响ESR测年法精度和可信度的重要因素之一,而掌握ESR信号衰退特征及机制是获得准确、可信古剂量的重要前提.ESR测年法适用的地质样品种类较多,如热液石英脉、地质断层泥、水系沉积物等,不同样品的ESR信号衰退特征和机制有较大差异.近年来,国内外学者针对不同地质样品中石英ESR信号的衰退特征和机制深入开展了一系列的实验室模拟和野外观测研究,取得了诸多新认识.回顾了近年来在石英ESR信号衰退特征领域取得的进展,特别是水系沉积物石英ESR信号的衰退特征,并展望了这一领域的未来工作重点.     

河北平原第四系承压水4He与14C测年对比

⁴He是测定地下水年龄理想的示踪剂之一,由于测年时间尺度及多成因等问题,其测年结果通常与¹⁴C测年结果缺乏一致性。通过采集河北平原第四系承压水中的惰性气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe）及¹⁴C样品,利用CE（封闭系统平衡）模型分离出地下水中的放射性成因⁴He_rad浓度为（5.43～8 994）×10^-8 cm³·STP/g,进而得到地下水的⁴He年龄为8.8～55.9 ka;相应样品的¹⁴C测年结果为7.7～35.2 ka。结果表明,2种测年结果在河北平原具有很好的一致性。     

南海全新世珊瑚礁ESR和铀系年龄的研究

用ESR和铀系方法对几个南海珊瑚礁浅钻的样品进行了年龄测定,实验结果表明这两种方法测定的年龄基本一致,这些珊瑚礁形成千全新世早期。在用附加剂量法求取总剂量值时,不论样品饱和的磁效应如何,采用指数方程拟合均可取得较好的效果。研究中发现样品的天然ESR信号强度I_0和样品磁饱和剂量时的ESR信号强度I_(max)之比可以很好的反映α辐射效率——k值的大小,用文中提出的方程确定k值可以提高海洋碳酸盐ESR测年的精度。     

40Ar(40Ar＊＋40ArE)、39Ar释气特征与过剩氩的甄别及年代学意义

对具有不同地质历史背景的3类⁴⁰Ar/³⁹Ar法样品中的⁴⁰Ar和³⁹Ar释出特征进行对比,研究结果表明,⁴⁰Ar/³⁹Ar法样品中的⁴⁰Ar、³⁹Ar释气曲线主要表现为以下3种形式:完全重合型、过剩氩型和不规则型。当⁴⁰Ar与³⁹Ar释气曲线呈完全重合型时,⁴⁰Ar/³⁹Ar法全熔年龄代表了岩体的形成年龄;当⁴⁰Ar、³⁹Ar释气曲线是过剩氩型时,⁴⁰Ar/³⁹Ar法全熔年龄则大于岩体的形成年龄;当⁴⁰Ar与³⁹Ar释气曲线呈不规则型时,表明样品中的放射成固氩(⁴⁰Ar^*)发生了丢失,其全熔年龄一般较岩体的形成年龄小。对于⁴⁰Ar、³⁹Ar释气曲线呈过剩氩型的样品,⁴⁰Ar/³⁹Ar法年龄谱通常呈马鞍形,且马鞍形年龄谱的底部年龄一般都具有地质意义,代表了岩体的形成年龄。对于⁴⁰Ar、³⁹Ar释气曲线呈不规则型的样品,对其年龄谱的解释应持谨慎态度。     

K-Ar、40Ar/39定年中尼尔值和初始氩比值

K-Ar、⁴⁰Ar/³⁹Ar定年中, 用以计算囚禁⁴⁰Ar绝对量的⁴⁰Ar/³⁶Ar, 称为初始氩比值.现代大气中的初始氩比值叫尼尔值, 为295.5.K-Ar、⁴⁰Ar/³⁹Ar定年的表观年龄都是在假设初始氩比值与现代大气中的尼尔值一致的基础上得到的.事实证明, 地球样品的初始氩比值不总是尼尔值, 因此这种假定不可靠, 尤其在对年轻样品进行K-Ar、⁴⁰Ar/³⁹Ar定年时, 会带来错误的表观年龄结果.对于K-Ar、⁴⁰Ar/³⁹Ar精细年代学, 特别对于年轻样品和低钾含量样品, 只有初始氩比值才对定年研究有意义, 而初始氩比值只能通过⁴⁰Ar/³⁹Ar等时线法求得.所以严格地讲, 只有等时线年龄才是可靠的.结合实验流程, 本文分析了⁴⁰Ar/³⁹Ar定年中为什么大多数等时线获取的初始氩比值接近尼尔值, 一是因为常规⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄的计算方法, 二是因为吸附氩的干扰.初始氩比值的一致性, 被用来证明样品同位素同源和封闭特性, 对年龄数据的精度及可靠性有非常大的影响, 尤其是年轻样品.因此, 在⁴⁰Ar/³⁹Ar定年中要选取氩同位素初始比值一致的同源样品, 并在实验流程中尽量克服样品吸附气体.本文对传统⁴⁰Ar/³⁹Ar方法中坪年龄、年龄坪的意义提出了质疑, 对提高⁴⁰Ar/³⁹Ar定年的精度具有重要意义, 并使之能够应用到极年轻的火山岩定年中.     

第四纪黄土物源的时空差异研究现状及展望*

黄土物源研究对揭示第四纪以来东亚大气环流格局的演化和构造—气候之间的相互作用具有重要意义。目前已应用多种物源示踪方法对黄土物源开展了大量研究,但对黄土物源时空差异规律及其动力学机制尚未取得较为一致的认识。在综合分析黄土物源研究现状的基础上,重点从影响⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值和 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 值组成及单颗粒碎屑锆石U-Pb年龄谱构成的因素角度,分析了第四纪黄土的物源及可能变化,获得以下认识: (1)第四纪黄土沉积物的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值变化幅度可达0.002 580~0.004 949,远远超出实验室分析测试误差(<0.000 018)或由Sr同位素衰变带来的影响(2.6 Ma时段小于0.000 026,1个冰期旋回小于0.000 001); ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 值亦发生了较显著变化(0.000 095~0.000 240),其变化幅度远大于实验室的分析测试误差(<0.000 010)及衰变导致的 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 值(<0.000 013)变化。因此,在黄土中检测到的Sr-Nd同位素组成的变化应具有较明确的地质意义。(2)第四纪黄土沉积物中无论全岩还是主要粒径组分的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值和 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 值的变化都与气候代用指标变化不同步,难以从气候变化角度进行解释,可能更多地反映了源区的变化。(3)与Sr-Nd同位素示踪体系相比,单矿物或单颗粒的物源示踪体系对物源区变化的响应更为敏感,在追踪第四纪黄土沉积物源区时空差异方面具有较明显的优势。(4)基于碎屑锆石U-Pb年龄谱对黄土物源的有限研究揭示黄土高原的黄土在地质历史时期可能发生了原始物源区显著的时空分异,特别是不同剖面都反映出了1.2 Ma前后黄土主要源区的变化,表明通过锆石U-Pb年龄谱研究黄土物源时空差异规律具有揭示岩石圈、大气圈、水圈耦合作用过程及历史的巨大潜力。     

郯庐断裂带流体中氦的来源、空间分布及地质意义

郯庐断裂带是中国东部规模最大、构造运动强烈以及地震频发的活动断裂带,其深部结构与现今活动状态引人注目。对郯庐断裂带郯城段和庐江段温泉与深井地下水逸出和溶解气体进行He同位素组成和气体组分分析结果显示,郯庐断裂带流体³He/⁴He测试值为大气参考值(记作1 Ra)的0.15～1.15倍。郯城段样品的³He/⁴He和⁴He/²⁰Ne值分别为0.96～1.15 Ra和0.24～0.30,显示有大气和地下水氚衰变对He来源的贡献。庐江段样品的³He/⁴He空气校正值和⁴He/²⁰Ne值分别为0.15～0.79 Ra和0.28～272,扣除大气贡献后He主要来源于地壳放射性元素衰变(90.4%～98.4%),局部受到地幔脱气作用的显著影响(幔源He占比最高为9.6%)。在空间上,庐江段幔源He占比呈现出随采样点远离断裂带而逐渐减小的趋势,反映了幔源流体运移过程中经历的稀释效应。幔...     

大渡河上游鸡心堡滑坡形成的古堰塞湖及其环境效应

堰塞湖及其溃决洪水对山地地表过程具有强烈影响,严重危害山地区域的安全,对堰塞湖开展相关研究,可为区域现代堵江风险分析提供参考。以青藏高原东缘大渡河上游支流小金川鸡心堡古滑坡堰塞湖为研究对象,采用单片再生剂量法与标准生长曲线法相结合的方法对深度约12.5 m的湖相沉积剖面上的7个光释光样品测试年代,并进行了详细的地层学与年代学研究,恢复该堰塞湖的年代和范围,重建该古滑坡的规模,讨论了该古堰塞湖的成因及其环境效应。研究结果表明：1)研究区在距今约2～3 ka发生过一次滑坡堵江事件,形成鸡心堡古滑坡堰塞湖,持续一段时间后,形成最大流量约为2.70×10³ m³/s的洪水溃决过程;2)该古堰塞湖的堵江残留滑坡坝高约150 m,滑坡坝面积约1.41×10⁵ m²,体积约4.19×10⁶ m³,堰塞湖的面积约1.84×10⁶ m²,库容水量约6.10×10⁷ m³; 3)依据现有地...     

高通量试验堆(HFETR)辐照40Ar-39Ar定年样品条件初探

国内目前用于40Ar-39Ar定年样品辐照的反应堆较少且开堆频率低,样品辐照周期长,且不同类型样品辐照条件缺乏系统研究.首次对高通量试验堆（HFETR）用于40Ar-39Ar定年样品的辐照工作进行了研究.通过辐照一定质量的黑云母标准物质ZBH-25,确定了辐照孔道39Ar_K产率,为不同年龄和不同含钾量样品的辐照时间提供了参考依据.辐照孔道轴向中子通量梯度仅为3.3%/cm,且均呈二次曲线特征分布（R2>0.99）,中子通量在径向上存在差异,最大差异达到7.1%/cm;通过辐照纯的钾盐和钙盐,得出辐照孔道内校正因子（36Ar/37Ar）_Ca的值为（3.52±0.11）×10-4,且在样品辐照罐内不同位置基本一致,而校正因子（40Ar/39Ar）_K和（39Ar/37Ar）_Ca的值在辐照样品罐内存在明显的差异;Cd皮对于降低校正因子（40Ar/39Ar）_K的影响在样品罐底部更加明显,而在样品罐顶部几乎没有影响,这可能是由辐照孔道内中子能谱的差异造成的;以FCs透长石为中子通量监测物质,对标准物质ZBH-25黑云母和BSP-1角闪石进行了年龄测定,ZBH-25黑云母获得了理想的坪年龄,证明此反应堆满足40Ar-39Ar定年样品辐照的要求;BSP-1角闪石的坪年龄准确度和精度较差,与样品本身异常老的年龄和较低的K/Ca比有关,对于此类样品,准确确定干扰校正因子并合理延长照射时间对获得高精度40Ar-39Ar定年结果非常重要.      

冀西北宣化盆地侏罗纪九龙山组凝灰岩形成时代、构造环境及地质意义

冀西北宣化盆地九龙山组陆相沉积地层发育，但地层的时代归属缺少化石和同位素测年资料佐证。研究区杨家营-响水铺一带九龙山组中下部发育流纹质凝灰岩夹层，为准确确定宣化盆地九龙山组的时代和形成环境，笔者对流纹质凝灰岩采集了锆石U-Pb同位素测年样品和岩石地球化学分析样品，获得了(161.9±0.8)Ma的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄值(LA-ICP-MS法)，为晚侏罗世早期。岩石化学特征表明，流纹质凝灰岩属高Si、高K钙碱性过铝质岩石；稀土元素配分模式曲线为右倾型，轻稀土强烈富集，负Eu异常不明显；富集大离子亲石元素(Rb、K、Th、U)，亏损Sr和高场强元素(Nb、Ti)。岩石地球化学特征显示其形成于挤压构造背景。锆石Hf同位素ε_Hf(t)值为-33.79～-2.71，二阶段亏损模式年龄(t_DM2)为1 179～3 323 Ma，表明流纹质凝灰岩岩浆多为古元古代—中元古代加厚的下地壳熔融形成。综合分析认为，宣化盆地九龙山组形成于中侏罗世晚期—晚侏罗世早期的挤压构造背景，该研究成果为研究九龙山组的时代归...     

K-Ar法地质年龄标准物质ZBJ角闪石的定值结果

为了满足K-Ar定年中K和⁴⁰Ar^*分析的质量监控及Ar-Ar法样品在反应堆照射时中子通量监测的需要,我国氩同位素年代学工作者研制了一个K-Ar法年龄标准物质ZBJ角闪石,它采自北京房山花岗闪长岩体。它的⁴⁰Ar-³⁹Ar阶段加热分析结果表明:⁴⁰Ar^*在矿物晶格中保存均匀稳定,年龄谱平坦,³⁹Ar析出量高达97%。这些证据充分表明该黑云母结晶以后未受过热扰动,40K-⁴⁰Ar^*同位素计时体系封闭良好。坪年龄为133.3±0.6Ma,总气体年龄为134.4±1.4Ma,³⁶Ar/⁴⁰Ar-³⁹Ar/⁴⁰Ar反等时线年龄为133.2±0.8Ma,⁴⁰Ar/³⁶Ar初始值为297.6±4.8,此值与(⁴⁰Ar/³⁶Ar)a大气氩丰度比(295.5±0.5)处于同一范围,表明样品不含过剩氩。这几个年龄值的一致性,说明该样品具有良好的均匀性和稳定性,它作为K-Ar和Ar-Ar法地质年龄标准物质是适合的。ZBJ角闪石均匀性检验结果表明:在0.05显著性水平下经统计学方法检验,证明K和⁴⁰Ar^*的F分布值小于F临界值,说明该样品是均匀的。国内8个实验室参加了ZBJ角闪石K含量和⁴⁰Ar^*含量的定值分析,经统计学方法检验,结果显示全部定值数据都服从正态分布并具等精度。在置信概率为0.95时,⁴⁰Ar*和K含量的相对标准偏差都小于1%。两个特性量值定值分析结果的一致值(认定值)和不确定度分别为:⁴⁰Ar^*=(2.464±0.018)×10^-10mol/g,K=(1.027±0.008)%,K-Ar年龄(标准值)=133.3±1.5Ma(2σ)。此标准物质纯度为98.1%,粒度为0.15～0.30mm,总重量为740g,缩分成最小样品单元共100瓶,每瓶7.4g,可供我国K-Ar和Ar-Ar法同位素年代学实验室使用37年。     

电子自旋共振（ESR）化石测年研究

对ＥＳＫ测年样品的累积剂量和剂量率测量进行了讨论，并对化石样品年龄及其误差计算模式进行了探讨。对北京猿人洞牙化石釉质层的铡年研究表明，年龄数据稳定可靠，可与有关测年法结果对比。ＥＳＲ化石测年法已成为当前唯一能直接测定化石年龄大于４０万年的测年方法，对古人类演化研究具有重大意义。     

电子自旋共振化石测年研究

对ＥＳＲ测年样品的累积剂量和剂量率测量进行了讨论，并对化石样品年龄及其误差计算模式进行了探讨。对北京猿人洞牙化石釉质层的测年研究表明，年龄数据稳定可靠。可与有关测年法结果对比。ＥＳＲ化石测年法已成为当前唯一能直接测定化石年龄大于４０万年的测年方法，对古人类演化研究具有重要意义。     

光释光测年中石英颗粒全球标准曲线法(gSGC)与单片再生法(SAR)等效剂量(D_e)的比对

全球标准曲线法(gSGC)的提出为高效快速地测定释光样品的等效剂量(De)值提供了可能。但是由于各个实验室的放射源剂量率、操作流程、仪器误差以及选取的再归一化剂量值等不同,每个实验室得出的gSGC会有参数的不同。通过建立实验室的gSGC曲线和测试流程,并比较gSGC法和SAR法获取的De值的一致性,发现在低剂量范围内(0~100 Gy),使用gSGC法估计的De和SAR法估计的De非常接近,表明在低剂量范围内用gSGC法估计De是可靠的。这将很大程度地提高本实验室的释光测年速度,同时也为其他实验室gSGC的建立提供借鉴。在较高剂量范围(100 Gy)与SAR方法结果比对时出现较大差别,这可能是由于研究中用于拟合gSGC的样品数量不够多,尤其是年龄较老的样品还不够多,还需在今后工作中逐步积累更多样品,完善gSGC参数,使其也能胜任较老年龄样品。     

ESR测年技术在第四纪冰川年代学中的研究综述

近些年,宇宙成因核素暴露年代、光释光和放射性碳埋藏年代等方法在第四纪冰碛物的年代测定中已经取得显著进展.但对于第四纪冰川沉积物10万年甚至百万年以上的冰碛物样品的埋藏年代和暴露年代,由于方法自身问题或沉积物后期地质地貌过程的改造,使上述方法存在定年方面的挑战.而电子自旋共振（ESR）广泛的测年范围,使其在第四纪样品的测年中发挥着不可替代的作用.目前,石英ESR信号的衰退特征已有许多研究进展,但是对于冰碛物中的ESR信号的研究还很少.ESR测年方法由于缺乏测年机理的研究,西方学者和国内一些测年学者对这种方法的定年存有疑虑.因此,我们在典型冰川区开展对冰碛物中石英砂ESR信号变化的机理研究,得到人工研磨可以使ESR信号强度下降到原来值的53%~69%,但并不能使ESR信号完全归零.如果在以后的研究中能够找出这些残留信号值大小,并予以扣除,将会大大提高ESR冰碛物测年精度.在今后的研究中应探求其测年机理,提高测试样品的石英纯度,增强ESR测年信号的精度,使这种方法成为冰碛物交叉测年中独立可信的测年方法之一,为第四纪冰川研究中的老冰碛物的定年提供准确的年代依据.