环渤海海岸带14C数据集（Ⅱ）

作为晚更新世与全新世地层年代测定的一种重要手段,¹⁴C测年被广泛应用于地质样品的年代测定。但对于¹⁴C数据的系统校正,迄今未得到应有的重视。文章在环渤海海岸带¹⁴C数据集(Ⅰ)的基础上,对所收集的421个由其他研究者获得的环渤海海岸带¹⁴C数据进行了系统校正。并讨论了百年、千年与万年尺度的¹⁴C数据校正效果。结果表明,直接测定值与系统校正值之间的差值常有数百年至两千年的差别。经统一校正的¹⁴C年龄,最大限度地接近样品太阳历纪年的“真实”年龄,从而有助于更加准确地重建该地区的晚更新世晚期以来的地质年代史,并可与考古纪年及其他测年方法获得的绝对年龄直接对比。     

宇宙射线通量和气候变迁与地球磁场强度变化的关系

通过分析近30000年以来地球磁场强度和大气中¹⁴C 含量变化,讨论了¹⁴C年龄偏离实际值的原因,提出以地球磁场强度随时间的变化率校正¹⁴C 年龄T_c 偏离实际年龄T_t 的公式,即T_t=T_c-b(T_c-T_?|_F（1）ΔF/ΔT。用这一公式校正了¹⁴C 测年技术给出的新仙女木事件发生的时限,并获得了与树轮年龄和U-Th 年龄一致的结果。本文还对12000年以来地球磁场强度变化与气候变迁的相关性做了探讨。     

14C测年与示踪用于研究四万年来的全球变化

¹⁴C测年方法由于其假设前提经受过严格的检验,测年精确度极高,在全新世范围可达±50年。因此,在建立晚更新世以来的气候年表、各种地层年表、史前考古年表以及研究晚更新世以来的地壳运动、地貌及植被变化等方面起了重要作用。作为示踪剂¹⁴C与树木年轮相配合,揭示了近万年来地球磁场,太阳活动与全球气候变化的变化规律,以及它们间的相关关系。     

黄土高原南部晚更新世黄土地层划分、显微结构及力学性质特征

黄土高原南部晚更新世黄土地层包括三层黄土（L₁¹、L₁²、L₁³）和三层古土壤(S₀₁、S₀₂、S₁),共六个层次。Q₄/Q₃界线划在S₀/L₁¹界面上,年龄约为10000aB.P.;Q₃/Q₂界线划在S₁/L₂界面上,年龄约为120000aB.P.。在区域上自北向南,晚更新世黄土的显微结构由微胶结结构组合逐渐过渡为半胶结结构组合,直到胶结结构组合,黄土的力学性质相应地由差变好。在剖面中自上而下,黄土的显微结构类型与其力学性质指标之间亦存在着上述变化规律。研究结果表明,黄土的显微结构类型作为评价黄土工程性质的一种简便方法大有在工程实践中推广使用的前景。     

柴达木盆地察尔汗贝壳堤剖面年代学研究*

利用常规¹⁴ C、加速器(AMS)和²³⁰ Th等测年方法,对位于青藏高原东北部柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面化石贝壳、湖泊沉积(包括现代沉积)样品有机质(包括碱性残留和胡敏酸组分)、碳酸盐(CaCO₃)和剖面顶部石盐(NaCl)晶体在不同实验室进行了系统的实验研究,探讨了不同样品测年结果的可靠性和精确性,并通过与已有研究结果的对比,对柴达木盆地贝壳堤剖面记录的察尔汗古湖高湖面演化历史进行了探讨,得出察尔汗古湖高湖面形成于约39.7~17.5 ¹⁴ C kaB.P. ; 研究证明柴达木盆地沉积物中有机质含量很低,且主要来源于菌藻类等低等藻类和微生物,受老碳和溶解物质影响强烈,因此必须经过多种方法综合测年才能比较可靠地确定所测样品的形成年代; 测年结果的不确定性不仅来源于样品自身元素(同位素)的特性和沉积过程中再沉积作用的影响,也可能源自于放射性¹⁴ C产生过程的不稳定性; 对比发现贝壳化石老于同层位有机质¹⁴ C年龄15~18ka,这可能与柴达木盆地所处的特殊地理位置和巨大的古湖泊面积及水体有关; 同时,不平衡铀系测年在确定开放体系矿物晶体年代应用中的可靠性尚须进一步深入分析,其机理也还需要探讨和实验研究。     

南、北半球第四纪和全球变化

象东方站冰芯记录显示的那样,南半球16万年以来环境变化有全球趋势。同位素温度剖面和深海¹⁸O记录的对比说明11万年以来两者十分一致,并确认了东方站数据的可靠性。这些也说明了晚更新世时期天文周期变化在全球气候变化中的作用。另一方面,生物和年代地层的资料也证明南半球水、热变化趋势被地区性趋势所叠加。     

博斯腾湖湖泊沉积物光释光年代测量*

使用光释光年代学的单片再生法测量了博斯腾湖沉积剖面中碳酸盐泥及粉砂质泥底部的浅湖相灰色粉细砂和风成沙的年龄,对剖面上部碳酸盐层中陆生植物残体进行了AMS ¹⁴ C测年。通过不同测片的等效剂量(D_e)值的分布状况评价了样品的晒褪程度,选择不随灵敏度校正后的自然释光信号变化的相对集中的等效剂量(D_e)值计算了样品的埋藏年龄。通过这些年龄结果的对比,发现石英矿物的OSL年龄和AMS ¹⁴ C年龄在地层上是一致的,表明尽管在浅湖相细砂中存在不完全晒褪,但根据相对较小而集中的D_e值计算得到的年龄结果是可靠的。这些年龄结果和地层资料揭示末次冰消期以来至早全新世,博斯腾湖处于无水干盆地向深水湖泊转化的浅水湖泊状态,现代深水博斯腾湖大约形成于距今8ka前后。     

关于全新世底界年龄的14C测定

根据16个全新统底部¹⁴C样品的年龄测定,证明把全新世底界的年龄定在11000aB.P.前后是合适的,但云南几个样品的年龄数据明显偏老一千多年,这可能与纬度有密切关系,因而中国全新世与晚更新世的年龄有随地区而异的现象。因此,我国全新世底界划分仍需要进一步讨论。     

山西晋中盆地晚新生代地层划分、沉积环境及其先秦以来气候和湖泊演化

【研究目的】晋中盆地位于汾渭断陷盆地带的中部,新生代最大沉积厚度超过3800 m,建立晋中盆地精确地层年代框架和高分辨率沉积层序对于理解汾渭断陷盆地带的演化、华北地区气候变化具有重要意义。【研究方法】本文对晋中盆地东北部晚新生代标准孔ZK01（钻孔深度870.5 m）岩心开展了年代学和沉积学研究。【研究结果】将ZK01孔揭示的松散沉积物分为6个岩性组。首次通过磁性地层学研究,划分出13个正极性时段和12个负极性时段,建立了ZK01孔地层年代框架。晋中盆地新生代沉积物底部最老年龄约8.1 Ma,将晋中盆地活动的起始时间从前人一般认为的上新世初期,确定为中新世晚期,提前了约3 Ma。区内晚新生代地层划分为新近系中新统灞河阶（N₁⁴）和保德阶（N₁⁵）,上新统高庄阶（N₂¹）和麻则沟阶（N₂²2）,第四系下更新统泥河湾阶（Qp¹）,中、上更新统和全新统。【结论】构造活动与气候变化是盆地沉积环境的主要控制因素,共同导致了上新世早期和早更新世中晚期的两次湖泊大规模发育。全新世时期,早中期即先秦（约2.5 ka以前）,盆地中仍是河湖共存阶段;晚期（2.5 ka以来）,出现湖消河长的局面,直至明、清时期湖泊全部消失,气候变化和人类活动影响是盆地中湖泊最终消失的主要原因。创新点：首次通过磁性地层学将晋中盆地发育时间确定为中新世晚期约8.1 Ma;盆地的湖泊发育早期主要受构造和气候控制,全新世以来气候变化和人类活动造成湖泊最终消亡。     

湖泊沉积物的14 C和光释光测年* ——以固城湖为例

富含有机质的湖泊沉积物被认为是¹⁴ C测年建立古环境记录年代标尺的理想材料,光释光测年方法近年开始应用于水成沉积物的定年。应用¹⁴ C和光释光两种方法对江苏固城湖湖心钻孔岩芯进行了年龄测定,结果表明全样有机质的¹⁴ C年龄与石英的光释光年龄存在系统差异,后者较前者年轻约2000年。系统光释光测年研究排除了光释光年龄低估的可能性,所以,二者的差异可能是湖泊沉积物碳库效应的反映。     

渤海湾北部滦河三角洲晚更新世以来沉积环境划分及碳埋藏速率的评价

【研究目的】 开展渤海湾北部滦河三角洲晚更新世以来不同沉积环境的划分,计算分析碳埋藏速率的大小和控制因素,进一步评价区域碳储能力。【研究方法】 本文对BXZK03孔岩芯开展晚更新世以来的古沉积环境恢复,并取样分析了包括粒度、年代(AMS14C 和OSL)、含水量、有机碳、总碳和其他营养成分等在内的测试指标。【研究结果】 该孔晚更新世以来地层自下而上划分为泛滥平原、海滩沙脊、浅海、障壁沙坝(三角洲前缘)和潟湖的沉积环境单元,各沉积单元平均有机碳埋藏速率大小依次为：障壁沙坝51.47 g/(m²·a)>海滩沙脊32.59 g/(m²·a)>浅海7.82 g/(m²·a)>潟湖4.66 g/(m²·a)。总碳、有机碳与各营养元素具有显著(P< 0.01)线性相关关系,方差分析显示沉积速率和碳浓度分别是滦河三角洲碳埋藏速率的主要控制因素。【结论】 滦河三角洲沉积物中有机碳浓度相对较低,但是在全新世三角洲沉积速率较高,使得有机碳埋藏速率也相对较高,因此具有一定的碳储能力。     

西秦岭北缘断裂带黄香沟段晚第四纪 活动表现与滑动速率*

文章对西秦岭北缘断裂带黄香沟段的沉积建造、构造地貌等开展了野外调查与研究。冲沟位错、断裂剖面、山脊位错、线性槽地、洪积扇变形与断塞塘等详细的构造地貌分析,显示断裂带在黄香沟段晚第四纪具有较强的活动性,以左旋走滑兼有倾滑分量为特征。根据其中两条晚更新世末期以来的冲沟左旋水平位错平均值30.5±3.0m,及其¹⁴ C限定的冲沟发生位错的年龄为13480±240aB.P.,获得断裂晚第四纪的水平滑动速率为2.3±0.2mm/a。 同时,由断裂位错洪积扇形成的1.05±0.30m垂直位移量,与该期洪积扇形成的¹⁴ C年龄3690±100aB.P. ,估算了断裂晚第四纪的垂直滑动速率为0.28±0.08mm/a。     

塔里木盆地玛扎塔格第四纪沉积环境演变及构造学意义

塔里木盆地腹地玛扎塔格地区最近发现了完好出露的新生代连续沉积地层,其中第四系主要为细粒湖相沉积,从而提供了最新的来自盆地内部的古气候古环境研究载体。在详细野外考察基础上,沿厚约140m的剖面采集两百多块样品,本文报道了野外考察结果和样品碳氧稳定同位素数据,以期初步探讨盆地新生代晚期环境变化及相应的构造意义。中更新世气候转型期在玛扎塔格地区有清楚显示,主要表现为沉积组合的显著不同,湖相沉积物氧碳同位素数据(δ¹⁸O和δ¹³C)则呈现周期性波动震荡特征,并呈现出明显的反相关特征,尤其剖面最上部出现显著的δ¹⁸O负偏和δ¹³C正偏,可能暗示了一次较为极端的气候异常事件,或说明冰雪融水的影响逐步加深,说明积雪源区向沉积区的扩展。玛扎塔格地区广泛发育的第四纪湖相沉积和山前地带沉积特征明显不同,说明了区域构造运动的显著不均一性,作为西昆仑北缘冲断带的前锋部位,玛扎塔格断裂的最新活动时间为更新世晚期或全新世,且目前可能仍在持续进行。     

广东四会古森林地下生态系统14 C地层年代学研究*

运用AMS-¹⁴ C定年技术,研究了被埋藏水松古木的发育和死亡时间以及土壤剖面中总有机碳的¹⁴ C表观年龄和细根的¹⁴ C年龄。结果表明:该地区的水松古木开始发育和死亡的时间大致为4~3kaB.P. 。根据土壤有机碳¹⁴ C的表观年龄,该土壤剖面的¹⁴ C年代地层可以分为3层,分别为:1)表层,2634±32~3305±29aB.P. ; 2)腐殖层,3305±29~3813±31aB.P. ; 3)基底,3813±31~4544±33aB.P. 。基底、腐殖土层和表层的沉积速率分别为0.55mm/a, 4.33mm/a和0.26mm/a。 细根的¹⁴ C年龄变化范围为2290±29~3542±28aB.P. ,较同层位的土壤有机碳的年龄年轻。腐殖层土壤中有机碳含量高达33 ％ ~46 ％ ,大多数有机碳仍处于未分解状态。该地区自4~3kaB.P.以来,环境演化可能经历了由陆到沼泽再到被水淹没最后又变成陆地的过程,植被从以水松为优势种的森林群落演化成当前以常绿阔叶林为主的森林生态群落,气候和海平面变化、地质构造运动和人类活动是这种环境演化的主要驱动因子。     

第四纪骨化石样品的多方法对比测年

本文报道作者用¹⁴C、铀系和ESR等多种测年技术对比测定第四纪骨化石样品年龄结果,对比分析骨化石中各含碳组分¹⁴C年龄的异同。在此基础上讨论诸测年方法的可靠性和测年精度,分析哪种含碳组分最能代表骨质样品的真实年龄。对晚于40 000aB.P.的骨质样品,作者倾向于样品中氨基酸的¹⁴C测年,而对更老的样品,铀系法应优先被选用。本文还对北京周口店山顶洞遗址骨化石样品中不同含碳组分的¹⁴C测年结果做了讨论。     

14C测年技术新进展

¹⁴C测年技术的进展主要表现为3个方面：1)¹⁴C常规测定技术向高精度发展比较成熟，目前已可以普及；2)加速器质谱技术的建立和普及，使测定要求的样品碳量减少到mg级，甚至μg级，虽然目前的精度尚未超过常规方法，但由于所需样品量极少，测定时间短而工效高，大大拓宽了应用范围；3)高精度¹⁴C－树轮年龄校正曲线的建立，不但可将样品的¹⁴C年龄转换到日历年龄，而且对有时序的系列样品的¹⁴C年龄数据通过曲线拟合方法转换到日历年龄时年龄误差大为缩小。     

岱海14 C测年的现代碳库效应研究*

碳库效应的复杂性是影响建立湖泊沉积物高精度年代序列的一大障碍。本项研究通过我国内蒙古半干旱区封闭湖泊表层沉积物、湖水、现生沉水植物狐尾藻、现生鲤鱼鱼骨和湖岸表层土壤等一系列样品的¹⁴ C年代测定,表明现代岱海确实存在碳库效应。碳库效应年龄因湖水盐度在湖区的不均而有所变化,岱海西部湖区弓坝河径流补给量大,湖水盐度较东部稍低,碳库效应年龄也略小于东部湖区。表层沉积物中有机质包含浮游生物和沉水植物的混合信息,因而其碳库效应年龄较沉水植物年龄轻,岱海湖心表层沉积物碳库效应年龄在2000a左右。这一碳库效应年龄较通过沉积钻孔¹⁴ C年龄线性回归获得的年龄偏大,可能的原因是在时间序列上碳库效应并非恒定。     

中东亚干旱半干旱区C3植物δ13 C值的分布 及其对气候的响应*

植物化石和土壤中的有机质碳同位素指标常用来反映古气候的变化,然而碳同位素这个指标在特定地区反映气候的定量关系缺乏检验。研究剖面选择自中国的秦岭(34°14'24″N,106°55'30″E)到蒙古人民共和国北部,接近贝加尔湖地区(51°35'08″N, 100°45'49″E)的研究剖面线,选择了3种C₃植物(Artemisia scoparia, Ajania achilleides 和 Artemisia frigida),在剖面线上沿南北方向上每隔4'到5'采取一个样点,共选取161个C₃植物茎叶样品进行了δ¹³ C值测定。同时收集了剖面线附近气象站的降水、气温等资料,用插值方法得到每个采样点的气温、降水数据。分析表明:C₃植物的δ¹³ C值分布范围为-30 ‰ ~-22 ‰ ,其平均值为-26.81 ‰ ,该平均值较全球C₃植物δ¹³ C平均值偏正。通过对比C₃植物δ¹³ C与年均温、年均降水量、生长季节的干燥度等随纬度的变化规律,发现C₃植物δ¹³ C、年均降水量、生长季节的干燥度有非常一致的变化趋势,而C₃植物δ¹³ C和年均温不具有一致性。通过一元回归分析也同样发现C₃植物δ¹³ C与年均降水量呈线性负相关关系(y=-0.0077x-24.838,n=161,R²=0.4418,p=0.01),与生长季节的干燥度呈线性正相关关系(y=0.7328x-28.806,n=161,R²=0.3685,p=0.01),而与年均温度没有明显的相关关系(y=-0.0461x-26.756,n=161,R²=0.0232,p=0.01)。在本研究区C₃植物δ¹³ C对年均降水量和生长季节的干燥度响应十分显著,而对温度的响应不明显。研究区具有明显的降水和温度的梯度分布特征,是验证植物碳同位素与气候关系的理想场所,而土壤中的有机质碳同位素与其地面上的植物碳同位素息息相关。研究也说明,在本研究区或其他气候植物组合相似的地区可以利用古土壤中的有机质碳同位素来定量或半定量地反映古气候的变化。     

华南早期新石器的14C断代和问题

¹⁴C断代在中国史前考古学中取得了显著的成果,但华南早期新石器的五十多个年代数据却呈现偏老的趋势,甚至还有明显的误差。由于华南的石灰岩地带属于¹⁴C断代的异常区,某些样品的层位和年代反映出一定的矛盾,所测定的陶器年代过于古老,特别是时代和文化的发展过程,也与其它地区不相平衡。因此,华南早期新石器的年代数据尚待深入验证,至少目前还不可能作为可以信赖的绝对年代。     

乌鲁木齐河流域的黄土研究

本文较详细地论述了乌鲁木齐河流域的黄土,对部分黄土样品进行了粒度分析和矿物鉴定,利用¹⁴C和热释光方法做了年龄测定,指出这个地区的黄土大部分是在晚更新世中晚期干旱、寒冷的气候条件下形成的,与马兰黄土相当,有一些后来受流水改造成为次生黄土。分布在河源末次冰期冰碛上的黄土主要形成于全新世,属于天山“托木尔型”黄土。