原地生成宇宙成因核素测年技术思考(二):持续抬升区单样品直接计算抬升速率方法

原地生成宇宙成因核素测年技术在计算暴露年龄和侵蚀速率时,一直默认样品所在位置不随时间发生高程变化,从而核素生成速率不因高程变化而改变。在构造稳定区,这样的假设是合理的。在构造活动区,往往会因构造运动,地表样品高程发生改变。大冰盖地区（如南极）的冰川消融或加厚也会引起地壳均衡反弹,从而导致样品高程变化,而核素的生成速率将随高程变化而改变。本文对连续抬升情况下,地表样品中宇宙成因核素浓度与生成速率加速率间的计算关系进行了三种方法的数学推导,并提出如何利用单块样品中两种宇宙成因核素（以10Be和26Al为例）浓度计算地表抬升速率,最后指出已往利用宇宙成因核素方法对构造活动区的侵蚀速率的计算存在高估。本文首次提出利用地表在接近稳态侵蚀状态下的单块样品的两种宇宙成因核素直接计算地表持续抬升速率的方法,从而将原地生成宇宙成因核素方法和构造运动学研究直接联系起来。     

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。     

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

地表侵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侵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侵蚀速率不超过60 mm/ka,平均侵蚀速率值约为27.1±10.2 mm/ka,这一结果与其他高海拔地区基岩侵蚀速率值一致。高原东南部地区地表岩石侵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侵蚀速率偏大,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侵蚀速率大的原因主要是由于降水量的差异所致。     

青藏高原西部喀喇昆仑断裂活动构造研究进展综述

喀喇昆仑断裂系(KF)位于青藏高原西缘,具有右旋走滑性质,从帕米尔高原至尼泊尔西部延绵1000多km.长期以来,对于喀喇昆仑断裂活动的起始时间、总位移量、在不同时间尺度上的滑移速率以及断层两端的精确位置等问题,都存在较大争议.为了更好的了解喀喇昆仑断裂现今的运动学特征及其与喜马拉雅—青藏高原陆内碰撞造山带的关系,确定喀喇昆仑断裂的滑移速率历史以及它随时间和/或空间的变化规律是极其重要的.目前研究表明,从现今的大地测量学尺度到几个百万年的地质学尺度,喀喇昆仑断裂走滑速率的变化范围为3~10 mm/yr.本论文对断裂各段的分布情况进行了详细描述,阐述了获得晚第四纪以来走滑速率的方法,回顾了喀喇昆仑断裂在大地测量学、晚第四纪以及地质学等不同时间尺度的走滑速率,并重点讨论了晚第四纪以来断裂的走滑速率.然后,确定了喀喇昆仑断裂北端的精确位置、讨论了其运动学意义和地震灾害效应.鉴于喀喇昆仑断裂具有长期的活动历史、规模巨大、运动速率较高,我们认为即使板块内部小尺度的似连续变形非常发育,板块模型依然可以很好的解释由于印度-亚洲板块碰撞造成的喜马拉雅北部的岩石圈变形.喀喇昆仑断裂、阿尔金断裂、昆仑断裂及龙木错—郭扎错断裂等青藏高原周缘的主要走滑断裂对青藏高原向东的挤出起着重要的调节作用.     

青藏高原西部喀喇昆仑断裂活动构造研究进展综述（英文）

喀喇昆仑断裂系(KF)位于青藏高原西缘,具有右旋走滑性质,从帕米尔高原至尼泊尔西部延绵1 000多km。长期以来,对于喀喇昆仑断裂活动的起始时间、总位移量、在不同时间尺度上的滑移速率以及断层两端的精确位置等问题,都存在较大争议。为了更好的了解喀喇昆仑断裂现今的运动学特征及其与喜马拉雅—青藏高原陆内碰撞造山带的关系,确定喀喇昆仑断裂的滑移速率历史以及它随时间和/或空间的变化规律是极其重要的。目前研究表明,从现今的大地测量学尺度到几个百万年的地质学尺度,喀喇昆仑断裂走滑速率的变化范围为3～10 mm/yr。本论文对断裂各段的分布情况进行了详细描述,阐述了获得晚第四纪以来走滑速率的方法,回顾了喀喇昆仑断裂在大地测量学、晚第四纪以及地质学等不同时间尺度的走滑速率,并重点讨论了晚第四纪以来断裂的走滑速率。然后,确定了喀喇昆仑断裂北端的精确位置、讨论了其运动学意义和地震灾害效应。鉴于喀喇昆仑断裂具有长期的活动历史、规模巨大、运动速率较高,我们认为即使板块内部小尺度的似连续变形非常发育,板块模型依然可以很好的解释由于印度-亚洲板块碰撞造成的喜马拉雅北部的岩石圈变形。喀喇昆仑断裂、阿尔金断裂、昆仑断裂及龙木错—郭扎错断裂等青藏高原周缘的主要走滑断裂对青藏高原向东的挤出起着重要的调节作用。     

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测年技术思考(一):稳态侵蚀等式解出的ε是当前地表侵蚀速率

原地生成宇宙成因核素测年技术可以方便地计算出地表的暴露年龄和侵蚀速率,从而成为研究地表演化过程的有力工具。在利用原地生成宇宙成因核素测年方法研究地表的侵蚀过程中,常常将稳态侵蚀状态下浓度与侵蚀速率的关系式所计算出的侵蚀速率当成暴露时间内的地表平均侵蚀速率,这其实是不准确的。本文通过数学计算和理论推导,证明由当前稳态侵蚀关系式解出的侵蚀速率是地表当前侵蚀速率(或称为最后恒定侵蚀速率),显然与地表平均侵蚀速率所代表的地质含义是不同的。     

原地生成宇宙成因核素测年技术思考(三):暴露、侵蚀、埋藏、再暴露和地表升降过程的双核素投影

双核素稳态侵蚀岛投影是原地生成宇宙成因核素测年技术中判断样品是否具有复杂暴露历史和估计侵蚀速率的常用方法。暴露、侵蚀、埋藏和再暴露的投影图可依据传统核素浓度计算等式利用计算机编程绘出。利用新推出的地表持续抬升与下降过程中样品的核素浓度与生成速率(及加速率)、侵蚀速率及暴露时间的计算等式,对其26Al/10Be浓度比值相对于10Be浓度/10Be生成速率比值投影分别进行了计算机模拟,发现下降样品的投影可高于或右偏于稳态侵蚀岛,而抬升样品的投影仍然在稳态侵蚀岛内。利用持续地表下降,可以解释已往文献数据中一次性暴露样品投影高于或右偏于稳态侵蚀岛的"不合理"现象,而持续抬升对投影结果的影响类似于侵蚀,因此如果忽略抬升,计算的暴露年龄结果将偏小。     

班公湖-怒江缝合带西段阿翁错地区中酸性侵入岩的成因及其对区域构造演化的指示

班公湖-怒江缝合带西段出露大量中酸性侵入岩,为特提斯洋俯冲、拉萨地块与羌塘地块碰撞造山过程中岩浆响应的重要组成部分。本文对该缝合带西段阿翁错地区的闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩进行了详细的岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩成岩年龄分别为119.3±1.8 Ma、114.7±1.4 Ma和103.2±1.3 Ma。岩石地球化学特征显示中酸性侵入岩属高钾钙碱性系列,具准铝质-弱过铝质I型花岗岩特征;其LREE分馏程度较高,而HREE近于平坦,存在Eu负异常;富集Rb、La等大离子亲石元素和Th、Zr、Hf等高场强元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,具有岛弧岩浆岩的特征。研究结果表明在早白垩世晚期(103.0±1.3 Ma)班公湖-怒江特提斯洋壳仍在向北俯冲于南羌塘地块之下,随着俯冲深度增加,大洋板片发生大规模脱水,释放的流体交代地幔楔并引发其部分熔融,产生的幔源岩浆向上运移,与下地壳物质不同比例混合形成了闪长岩和花岗闪长岩;而花岗岩主要由古老下地壳物质部分熔融形成,并有少量地幔物质的参与。     

内蒙古巴林左旗九井子蛇绿岩锆石U-Pb定年:对西拉木伦河缝合带形成演化的约束

本文对位于西拉木伦河蛇绿岩带东段的九井子蛇绿岩中辉长岩脉以及蛇绿岩的围岩开展了锆石U-Pb定年。结果表明辉长岩的形成时代为(274.7±1.7)Ma,MSWD=0.079,属于早二叠世晚期;结合前人地层、古生物、岩浆岩等方面的资料,表明内蒙古东南部早二叠世晚期还可能存在大洋盆地。与九井子蛇绿岩呈断层接触的粉砂岩碎屑锆石年龄大致构成4个峰值:2350~2700 Ma、1700~2100 Ma、370~470 Ma和250~290 Ma,通过与区域构造热事件的对比分析,表明其物源主要来自中朝古板块的北缘。粉砂岩中最小的锆石年龄为晚二叠世末—早三叠世初((249±4.7)Ma),该年龄与内蒙古东南部海相地层消失的时代、安加拉植物群和华夏植物群出现混生的时代、西伯利亚和中朝古板块古纬度曲线收敛的时代以及区域上与碰撞相关的岩浆岩形成时代大致相同,据此本文认为九井子蛇绿岩的构造侵位时代应为晚二叠世末—早三叠世初,同时也可能代表古亚洲洋的最终闭合时代。     

汉江上游二级阶地光释光测年研究

汉江上游地处亚热带季风气候区北部边缘地带, 对气候变化非常敏感, 该地区发育有多级河流阶地, 其上堆积有厚层黄土, 是研究阶地形成年代及气候演化的良好材料。以往对汉江上游阶地形成年代的研究主要集中于一级阶地, 二级阶地形成年代框架还未系统建立, 其主要原因是受限于测年技术和合适的地质载体。文章通过对汉江上游汉中盆地、安康盆地、郧县盆地二级阶地上覆黄土-古土壤层、河漫滩相砂层样品的光释光测年, 利用常规SAR法、TT-OSL法对石英矿物进行等效剂量的测定。结果表明: 汉江上游二级阶地上覆黄土-古土壤的地层序列自下而上依次为黄土L₂→古土壤S₁→黄土L₁。汉中盆地、安康盆地、郧县盆地二级阶地河漫滩相砂层顶部石英TT-OSL测年得到的年龄分别为206.17±18.04 ka、215.14±9.99 ka和212.04±8.68 ka, 河漫滩相砂层之上的砂黄土层/黄土层底部年龄分别为184.16±12.78 ka、198.09±9.65 ka和178.18±9.48 ka。结合地层的光释光年龄数据及相邻区域同一时期的气候变化和构造活动, 确定汉江上游二级阶地在距今220 ka左右开始出现, 最晚于180 ka左右形成, 在随后的构造稳定时段(180~46 ka), 阶地面上堆积厚层风成黄土, 是构造运动和气候变化共同作用的结果。

     

Radiocarbon dating of small landslides on the slopes of the Mzymta River valley

This paper reports the results of the first study aimed at determination of the age of landslides on the southern slope of the Psekhako Ridge and northern slope of the Aibga Ridge (Western Caucasus) using radiocarbon dating of organic material incorporated into the landslide body.     

金沙江大具盆地碎屑堆积体的土壤碳酸盐铀系测年

金沙江大具盆地中堆积着巨厚的碎屑沉积物, 覆盖于6级阶地之上, 拔河高度可达300 m以上, 其成因和年代都是我国地貌学的研究热点。由于大具盆地的碎屑堆积体岩性简单、分选性差, 缺乏合适的测年材料(如炭屑、火山灰、动物化石等), 此前仅有宇生核素¹⁰Be和²⁶Al暴露测年和光释光测年获得绝对测年数据。野外调查发现大具盆地碎屑堆积体中广泛发育着土壤碳酸盐, 而且其质地纯净致密, 适合于铀系测年, 可约束堆积体形成的最小年龄。为此, 采集了海拔高度分别在1859 m、1809 m、1738 m和1721 m的4处堆积体(DJ1、DJ2、DJ3和DJ4)中的34个土壤碳酸盐样品进行铀系测年。多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP- MS)的铀系测年结果显示这4处堆积体中土壤碳酸盐的最大年代分别为14.72±1.08 ka、11.30±0.17 ka、15.08±0.70 ka和16.34±1.22 ka都对应于末次冰消期。因此, 推测大具盆地中巨厚的碎屑沉积事件可能发生于末次冰消期或稍早时段, 最小年龄为16.34±1.22 ka。

     

滇西怒江河谷潞江段泥石流灾害时空发育特征

通过对怒江河谷潞江段21条泥石流重点沟道堆积物的沉积特征、形成基本条件的野外调查,结合室内泥石流沟汇水面积、纵比降的数理统计,运用光释光(OSL)测年技术对洪积物的年龄进行测定,揭示了研究区泥石流的发育具有明显的区域性和分期性。结果表明以潞江为界,泥石流从西岸向东岸迁移;东岸泥石流的发育存在南北差异,具有从北向南发展的趋势而且期次明显,两岸泥石流发育分为3期。     

滇西怒江河谷潞江段泥石流灾害时空发育特征

通过对怒江河谷潞江段21条泥石流重点沟道堆积物的沉积特征、形成基本条件的野外调查,结合室内泥石流沟汇水面积、纵比降的数理统计,运用光释光(OSL)测年技术对洪积物的年龄进行测定,揭示了研究区泥石流的发育具有明显的区域性和分期性。结果表明以潞江为界,泥石流从西岸向东岸迁移;东岸泥石流的发育存在南北差异,具有从北向南发展的趋势而且期次明显,两岸泥石流发育分为3期。     

滇西怒江河谷潞江段泥石流灾害时空发育特征

通过对怒江河谷潞江段21条泥石流重点沟道堆积物的沉积特征、形成基本条件的野外调查,结合室内泥石流沟汇水面积、纵比降的数理统计,运用光释光（OSL）测年技术对洪积物的年龄进行测定,揭示了研究区泥石流的发育具有明显的区域性和分期性。结果表明以潞江为界,泥石流从西岸向东岸迁移;东岸泥石流的发育存在南北差异,具有从北向南发展的趋势而且期次明显,两岸泥石流发育分为3期。     

Uplift-driven valley incision and river terrace formation in southern England

Outside the limits of Middle Pleistocene glaciation, the river basins of Southern England contain long Cenozoic terrestrial sedimentary records. Of greatest importance are the river terrace sequences, which contain biostratigraphical and sedimentary evidence that testifies to the high-amplitude climatic changes of the Quaternary. However, trends in valley development cannot easily be accommodated within the framework of Quaternary climatic change. It is argued in this paper that episodic incision and terrace development result from uplift, a consequence of the interplay between continuing Alpine orogenic movements and erosion-driven isostasy. Using a simple linear model (height–age) an uplift rate of ca. 7 cm ka⁻¹ is estimated for the terrace sequence in the upper Thames valley. This preliminary model is evaluated using the records of adjacent basins. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

玛曲谷地3 ka以来气候变化对黄河一级阶地土壤发育过程的影响

青藏高原东部若尔盖盆地不同地貌位置发育了较好的黄土- 古土壤序列,但目前关于这些风积物的时间序列、空间分异及其对地表过程的指示意义尚不十分清楚。本文根据野外考察所获资料和实验室数据,针对这些问题进行分析论述,成果可为准确理解若尔盖古湖泊消亡后,该地区风沙活动的盛衰变化、风化成土强度变化和气候变化规律及其他们之间的关系提供直接证据。选择黄河一级阶地玛曲老桥西（LQX）剖面为探究对象,对其剖面构型、磁化率、地球化学、微形态等进行研究,用光释光（OSL）方法进行测年断代。研究认为：在若尔盖盆地普遍发育多周期土壤,但不同地貌位置发育的黄土- 古土壤序列的时间序列和构型并不相同。LQX剖面具有MS0- MS1- L- MS2- L构型,为近3. 0 ka以来连续发育所成,风沙活动强度变化是影响土壤连续发育的主要原因;矿物组合、CIA、Rb/Sr比值、磁化率等数据指示该剖面整体处于低级风化强度阶段,土壤层风化成土强度有所增加,但增强的幅度有限;5~4 ka形成的黄河一级阶地为风成堆积和保存提供了有利条件,3. 0 ka前后区域气候转向较干旱,风沙活动较强形成了黄土L。1. 5 ka前后,气候向较湿润方向转化,降水增加,地面的水热条件有利于草甸类植物生长,形成土壤层MS2。0. 6 ka 前后,出现短暂的气候较干旱时段,土壤发育中断,风尘堆积加剧形成约30 cm厚的黄土。0. 3/0. 4 ka始,气候干旱降低,风沙活动减弱,土壤又重新发育,形成MS1 +MS0。     

10Be dating of Younger Dryas Salpausselkä I formation in Finland

Boulders of the Younger Dryas Salpausselkä I (Ss I) formation west of Lahti, southern Finland, were sampled for surface exposure dating. The ¹⁰Be concentrations, determined by accelerator mass spectrometry, yield minimum exposure ages of 11 930 ± 950, 11 220 ± 890, 11 050 ± 910 and 11 540 ± 990 years, using recently published production rates scaled for latitude and elevation. This includes a correction to the production rate resulting from postglacial uplift of the Fennoscandian lithosphere (i.e. changing elevation) during the time of exposure. The error‐weighted mean exposure age of 11 420 ± 470 years of the analysed boulders agrees with previous varve dates of Ss I, which range from 11 680 to 11 430 calendar years BP. However, erosion has to be taken into account as a process affecting rock surfaces and therefore influencing exposure ages. Available information suggests an erosion rate of 5 mm/kyr, which increases the error‐weighted mean exposure age to a value of 11 610 ± 470 years. Within the errors, the formation of Ss I in the Vesala area west of Lahti falls into the Younger Dryas time bracket, as defined by the GRIP and GISP 2 ice core (Greenland).     

A luminescence dating study of the sediment stratigraphy of the Lajia Ruins in the upper Yellow River valley,China

Pedo-sedimentological fieldwork were carried out in the Lajia Ruins within the Guanting Basin along the upper Yellow River valley. In the eolian loess-soil sections on the second river terrace in the Lajia Ruins, we find that the land of the Qijia Culture (4.20–3.95 ka BP) are fractured by several sets of earthquake fissures. A conglomerated red clay covers the ground of the Qijia Culture and also fills in the earthquake fissures. The clay was deposited by enormous mudflows in association with catastrophic earthquakes and rainstorms. The aim of this study is to provide a luminescence chronology of the sediment stratigraphy of the Lajia Ruins. Eight samples were taken from an eolian loess-soil section (Xialajia section) in the ruins for optically stimulated luminescence (OSL) dating. The OSL ages are in stratigraphic order and range from (31.94 ± 1.99) ka to (0.76 ± 0.02) ka. Combined OSL and ¹⁴C ages with additional stratigraphic correlations, a chronological framework is established. We conclude that: (1) the second terrace of the upper part of Yellow River formed 35.00 ka ago, which was followed by the accumulation of the eolian loess-soil section; and (2) the eolian loess-soil section is composed of the Malan Loess of the late last glacial (MIS-2) and Holocene loess-soil sequences.