民和盆地马厂塬遗址古地震与暴雨山洪泥流事件光释光测年研究

通过对青海民和盆地详细的野外调查,在民和马厂塬遗址周围首次发现多处黄土地裂缝(呈现N30°~40°W和N40°~50°E走向)分布区。详细观察可见有一层红色黏土覆盖文化层或者人类活动扰动层,并且填充了这些裂隙,判定这是古地震与暴雨山洪泥流事件的沉积记录。对马厂塬遗址边墙村南剖面两个地点相同地层单元平行采样,应用单片再生剂量法(SAR)技术对红色泥流及其上下黄土夹层进行释光(OSL)测年研究,并对这些样品等效剂量(De)值进行统计分析,获得了较为可靠的OSL年代。综合OSL年代结果、全新世黄土地层关系、考古记录及研究区马家窑文化类型的放射性14 C测年数据,确定这次古地震及暴雨山洪泥流事件发生在4.9ka BP左右,对应于马家窑文化类型(5.3~4.8ka BP)晚期。本文研究揭示了史前古地震事件与暴雨山洪泥流沉积物的OSL特征,对于马厂塬遗址环境考古和深刻认识民和盆地自然灾害的发生规律具有重要的科学意义。     

汉江上游安康东段古洪水事件光释光测年研究

通过对汉江上游河谷广泛的野外考察,结合粒度和磁化率分析,证明汉江上游安康东段阶地剖面夹有两层典型的古洪水滞流沉积层,其记录了两期古洪水事件。选择该河段LSC两个剖面进行系统采样,对其进行了年代学和沉积学研究。应用单片再生法（SAR）光释光测年技术,获得其光释光年龄值,结合地层对比,确定这两期古洪水事件分别发生在距今13050~12270 a（对应BL+AL事件向着YD气候恶化事件转折阶段）和发生在距今1000~900 a左右,相当于我国历史上的北宋时代后期（A.D. 1000~1100）。通过与国内外多种高分辨率气候变化记录的对比分析,揭示了古洪水事件的发生与气候恶化转折时期,季风气候格局突变、气候波动不稳定、降水变率增大有密切关系,这对汉江上游水资源综合开发利用以及防洪减灾有着重要的意义。     

渭河咸阳段全新世古洪水事件光释光测年研究

古洪水水文学研究是全球气候变化研究的前沿课题,确定古洪水事件的年代是古洪水研究的重要内容之一。对渭河流域进行深入的野外考察,在中游咸阳段阶地发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层,表明该地层记录了古洪水事件发生的信息。在该剖面采集光释光样品,分离提取40~63 μm石英颗粒成分,应用单片再生剂量法（SAR）进行红外后蓝光(Post-IR OSL)释光测量,获得了9个OSL年龄值。结果表明由古洪水滞流沉积层记录的特大古洪水事件发生在3 200~2 800 a B.P.之间。结合沉积样品系列的磁化率和粒度成分等气候替代性指标分析,揭示了在全新世中期向晚期转折过渡时期,渭河流域处于气候向干旱化发展的转型期,气候变化剧烈,大气系统不稳定,降水变率增大等,是导致特大洪水多发的主要原因。这也是渭河流域气候水文系统对于全球性气候恶化响应的结果。     

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.     

龙山文化末期泾河特大洪水事件光释光测年研究

通过对泾河流域深入的野外考察,在其中游基岩峡谷内发现了含有龙山文化末期文化层和古洪水滞流沉积单元的全新世黄土土壤剖面。利用光释光的单片测年技术,确定古洪水滞流沉积层覆盖着的黑垆土层的OSL年龄为 4078±382aB.P. 和4111±450aB.P.。结合其中所含龙山文化遗址的考古年代,揭示出泾河流域在4100～4000aB.P.之间出现一个古洪水多发时期。这组古洪水滞流沉积单元包含5个单层,记录了4100～4000aB.P.之间泾河流域曾经发生的5次特大古洪水事件。这个洪水期对应着我国北方在4000aB.P.前后,由全新世大暖期向着全新世晚期干旱期转折过程中的气候剧烈变化。这些史前洪水事件可能对我国龙山文化的衰落和古代华夏文明的诞生具有重大的影响。     

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)。

     

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。     

黄河中游吉县段全新世古洪水滞流沉积物光释光测年研究

通过对黄河中游河口镇-龙门段峡谷进行详细的野外考察,在多个地点发现了含有古洪水滞流沉积物的全新世地层剖面。对山西省临汾市吉县段冯家集剖面的古洪水滞流沉积物系统采样,进行了沉积学及年代学分析研究。野外观测和粒度成分分析表明冯家集剖面夹有5层典型的古洪水滞流沉积物,其性质为细沙质粉沙,具有水平层理,层与层之间被坡积石渣土分隔。该层系的顶界高出黄河平水位达18m。它们是特大洪水在高水位滞流情况之下的悬移质沉积物,客观地记录了全新世时期黄河中游一期5次特大古洪水事件。通过分离出125~225μm石英颗粒,应用单片再生剂量法（SAR）测得其光释光年龄值,结合地层对比及各种气候替代性指标的分析,确定这些古洪水事件发生在3200~3000a B.P. 之间,处于全新世中期大暖期向全新世晚期相对干旱期转折的阶段。这对应我国历史上的商末-西周初期,季风气候状态不稳定,黄河流域既有严重地干旱,又有特大洪水事件发生。本文的研究成果为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可靠证据。     

渭河中游全新世黄土剖面光释光测年及记录的古洪水事件

通过对渭河流域进行广泛的考察,在中游咸阳附近一处阶地发现保存完好的全新世黄土-古土壤剖面里夹有古洪水滞流沉积层,对其进行了年代学和沉积学研究.对于采集的全新世地层样品,进行粒度、磁化率测量分析,证明所夹沉积物是典型的古洪水滞流沉积物,该层记录了古洪水事件发生的气候水文信息.应用红外后蓝光的SAR光释光测年技术,获得该剖面9个OSL年龄值,确定渭河在距今3.2～2.8 ka之间为一个洪水多发时期,并建立了渭河古洪水事件的年代序列.这一结果揭示了古洪水的频发与全新世中期向晚期过渡的转折时期,气候由温湿向干旱化发展,大气系统失稳,气候变化剧烈,降水量异常变化,变率增大,是导致渭河流域特大古洪水多发的主要原因.     

黄河上游官亭盆地全新世山洪泥流盛行期及其与全球气候变化关系研究

黄河上游青藏高原东北边缘的自然环境具有高度的敏感性和脆弱性,其对全球变化的响应受到国内外学术界的广泛关注。特别是关于官亭盆地喇家遗址及其周边区域的史前灾害与形成机制问题,国内外地学与考古学界存在激烈的学术争论。通过多年对官亭盆地黄河北岸古洪积扇前沿和第二级阶地及吕家沟、岗沟、马家沟等区域细致的野外考察,在该区域选取4个天然沉积剖面,对其进行高分辨率的系统性采样,并分析测定磁化率、粒度成分和砂级颗粒。结果表明：晚更新世晚期到全新世早期官亭盆地黄河北岸古洪积扇前沿和黄河第二级阶地区域沉积了风成黄土（L_1-1和L_t）,全新世中期形成了黑垆土古土壤（S₀）。该区域沉积剖面结构普遍的特征是,全新世中期黑垆土古土壤被山洪泥流层和山洪砂土层分隔为多个层段,这是发生在OSL年龄3960~3650 a,对应¹⁴C年龄3850~3600 a B.P.期间的大规模暴雨山洪泥流灾害事件造成的结果。这期间官亭盆地发生了两场多次大地震,并且伴随短时段高强度暴雨诱发的大规模山洪泥流,其在古洪积扇前沿溢出沟槽,扩散到黄河第二级阶地沉积下来,淹没农田和聚落,以喇家遗址为代表的大型齐家文化聚落由此而毁灭。通过与全球气候变化对比分析,发现这个山洪泥流盛行期发生在全球气候变化的转折阶段。气候恶化造成青藏高原边缘大气环流不稳定,对流旺盛,极端性暴雨频发。在史前人类土地开发利用与多次大地震造成的坡面失稳背景条件之下,暴雨诱发大规模山洪和泥流、泥石流等灾害性地表过程,毁灭了喇家遗址的齐家文化聚落。这个研究结果对于深入理解黄河上游史前气候环境变化、自然灾害和人地关系演变具有重要科学价值。

     

全新世古洪水事件光释光测年研究——以渭河下游临潼段为例

通过对渭河下游河谷进行深入的考察,在临潼段发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层.在剖面系统采样并进行磁化率和粒度成分分析,从沉积学角度证明该地层记录了全新世以来古洪水事件的信息.同时,在剖面采集OSL测年样品,应用单片再生剂量法(SAR)进行红外后蓝光(Post-IR OSL)释光测量,获得了7个OSL绝对年龄值,建立了全新世剖面年代深度关系曲线,确定渭河在3200～3000 a B.P.之间发生特大洪水事件.综合地层学对比以及剖面磁化率和粒度等气候替代性指标分析,揭示了全新世中期向晚期转折过渡时期,气候向干旱化转折,气候不稳定,频繁波动,降水变率大,是造成渭河流域特大洪水事件发生的主要原因.     

阿尔泰山喀纳斯河流域末次冰期OSL年代学新证

布尔津河支流喀纳斯河源于中俄蒙三国交界处友谊峰的南坡,为额尔齐斯河的重要源区.友谊峰连同奎屯峰等高峰形成了阿尔泰山最大的现代冰川作用中心.在第四纪期间,这些冰川都发生了规模较大的进退,在河谷中留下了形态较为清晰的冰川地形.应用OSL单片再生剂量测定技术对采自主U型谷两侧的高大侧碛垄进行了定年,测年结果分别为(27.2±2.0)ka(K-1)与(16.1±1.5)ka(K-2).基于地貌地层学原理、并结合已有的年代学资料(OSL与14 C)与古气候研究资料,末次冰期以来喀纳斯河流域共有5次规模较大的冰进,分别为小冰期、新冰期、末次冰期晚冰阶(MIS 2)、末次冰期中冰阶(MIS 3中期)与末次冰期早冰阶(MIS 4).     

青海湟水河流域表层土壤有机碳储量和密度浅析

土壤碳库是地球系统中重要的碳储存系统。利用青海多目标区域地球化学调查获得的有机碳数据,根据土壤类型、土地利用类型和成土母质计算表层土壤有机碳储量和密度,探讨了土壤有机碳储量和密度分布规律。从土壤类型看,高山草甸土中有机碳密度最高,灌淤土有机碳密度最低。从土地利用类型看,人工草地土壤有机碳密度最高,荒草地土壤最低;从成土母质看,以残坡积物为母源的土壤有机碳密度最高,以冲洪积物和黄土为母源的土壤有机碳密度基本相同。分析结果对于利用土地进行固碳,具有重要的指导意义。     

Depositional environment and OSL chronology of the Homeb silt deposits, Kuiseb River, Namibia

Previous studies suggest that the Homeb silts of the Kuiseb valley, Namibia (i) accumulated in a dune-dammed lake, (ii) are end-point deposits, (iii) represent an aggrading river bed, and (iv) are slackwater deposits. Thus, they have been used alternatively as evidence of past drier conditions or past wetter conditions. Lithostratigraphic analysis of two sediment sequences at Homeb indicates sedimentation by aggradation of the Kuiseb River triggered by a transition from an arid to humid climate. OSL ages for the sequences were obtained by the SAR protocol on aliquots of 9.6-mm and 4.0-mm diameter and on single grains. Four-millimeter aliquot minimum ages closely approximate the single-grain minimum ages and are younger than 9.6-mm aliquot minimum and central ages. Based on these results, the small-aliquot (4-mm) approach appears to provide ages comparable to those obtained by the more laborious and time-consuming single-grain method. Minimum ages indicate rapid deposition of the Homeb Silts in at least two episodes centered at 15 ka and 6 ka during climate transitions from arid to humid. Flash floods eroded the valley fills during slightly more arid conditions.     

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.     

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...     

Chronology and the upper dating limit for loess samples from Luochuan section in the Chinese Loess Plateau using quartz OSL SAR protocol

Luminescence dating of loess older than 100 ka has long been a challenge. It has been recently reported that, using optically stimulated luminescence (OSL) of fine-grained quartz (4–11 μm) extracted from loess, the range of luminescence dating could be pushed to 0.6 Ma with OSL ages being in agreement with independent ages [Watanuki, T., Murray, A.S., Tsukamoto, S., 2005. Quartz and polymineral luminescence dating of Japanese loess over the last 0.6 Ma: comparison with an independent chronology. Earth and Planetary Science Letters 240, 774–789]. The aim of this study is to provide a luminescence chronology (20 samples) for the standard Luochuan loess section, and to further examine the upper limit of quartz OSL dating for Chinese loess. The growth curve does not saturate at 700 Gy, and should allow reliable equivalent dose (D_e) determination up to at least 400 Gy. However, when compared with independent chronological control, the D_e that could be treated as reliable is less than 230 Gy (corresponding to 70 ka in age for Chinese loess), and the D_e larger than 230 Gy should be underestimated. Ages for samples from the lower part of palaeosol S1 are severely underestimated, with the maximum age of 95 ka for a sample from the bottom of this palaeosol, much younger than the expected age of 128 ka. The maximum D_e obtained for sample L9/M, collected from loess layer L9 which is below the Matuyama–Brunhes (B/M) boundary whose age is 780 ka, is only 403 Gy which corresponds to an age of 107 ka. The cause of underestimation is not yet clear. The previous results by Watunuki et al. (2005) on the extension of OSL dating of loess to 0.6 Ma is not confirmed. When evaluating the validity of OSL ages in S1, another possibility is to question the already established chronological frame for Luochuan section, which is based on the hypothesis of continuous dust deposition. The assumption of an erosion hiatus between L2 and S1 could make the OSL ages look reasonable. However, if this is the case, then it is difficult to explain why the age of sample L9/M is only 107 ka which could be treated as a saturation age, while the OSL can provide a correct age for loess as old as 94.9 ka for sample LC22 collected from the bottom of S1. Much work is required to clarify these confusions.     

青藏高原腹地典型盆-山构造形成时代

青藏高原腹地发育NE向、NW向与SN向不同方向的盆-山构造系统.应用热年代学与ESR测年方法,测定青藏高原腹地典型盆-山构造-地貌的形成时期.结果表明,羌塘地块南部NE向双湖-和平盆-山构造的形成时期为0~5 Ma,拉萨地块中部NE向羊八井-当雄盆-山构造裂陷开始时代为6.8~8 Ma,而拉萨地块中部NW向格仁错-申扎盆-山构造的形成时期为0~6.5 Ma.青藏高原腹地典型盆-山构造-地貌初始形成时代相近,约为5~8 Ma,对应于区域构造环境自近SN向挤压缩短向近EW向伸展裂陷的转变时代.