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第四纪研究 2012年第03期杂志 文档列表

第四纪研究杂志年代学以及宇宙成因核素研究

加速器质谱^129分析及其在环境、地质研究中的应用373-381

摘要：文章简要介绍了我们研究组近3年在^129加速器质谱应用和分析方法方面的部分研究结果。测定了核前黄土样品中^129水平，为地质定年的探索奠定了一定的基础；通过抽样分析检测了我国某核电站核环境安全的状况，结果表明当前它与大气沉降的本底水平一致，环境是安全可靠的；建立了水样、土壤、植物等不同类型样品中碘的分离、制备以及^129加速器质谱测试方法，尤其对无载体微量碘分离、制备和其中^129测量进行了探索，解决了超痕量碘样品的制备难题；此外，对实验用的试剂以及食用碘盐等进行了检验，示踪了不同来源的碘，为数据的可靠和问题的分析提供了保障。结果显示，^129既是一个地质、环境示踪的有效工具，又具有定年的潜力和广阔的应用前景。

原地宇生核素埋藏测年法：最新进展及其在中国早期人类遗址年代研究中的应用前景382-387

摘要：本文介绍^26Al／^10Be埋藏测年的基本原理和最新进展，并分析了其数据误差的主要来源：仪器测量引起的计数统计误差和相关物理常数引起的系统误差。该法最重要的假设前提为“简单恒态侵蚀模式”，同一层位多个石英质砾石^26Al／^10Be等时线和^26Al／^10Be三核素埋藏测年法有可能揭示样品是否符合这一假设前提。取自周口店第1地点第8～9层的3件石英质石制品和1个石英砂样的^26Al／^10Be等时线过坐标原点，且其斜率给出的年代与单个样品年代的加权平均值在误差范围内吻合，为这些样品没有系统显著偏老倾向的有力证据。宇生核素埋藏测年法理化基础坚实，独立于其他测年技术，应用范围正值我国年代研究的“盲段”，样品为广泛分布的石英矿物，应可为我国早更新世人类遗址年代系列的建立作出重要贡献。

宇宙成因核素埋藏年龄法：原理及应用388-393

摘要：宇宙成因核素埋藏年龄法是继宇宙成因核素暴露年龄法之后发展起来的又一同位素定年法，这一方法主要应用于沉积物定年。宇宙成因核素埋藏年龄法的原理是：具有不同半衰期的成对宇宙成因核素浓度及比值会随时间而发生变化，这些变化可以表示成时间的函数。因此，通过测定石英中成对宇宙成因核素的含量，可以定量化沉积物的沉积时间。宇宙成因核素埋藏年龄法在实际应用中还存在几方面不确定性：测量误差、参数引入的误差以及与地质模型的差异所引入的误差，本文对这些不确定因素进行了讨论。在实际采样过程中，应注意采样点及地质背景尽可能符合地质模型；在样品处理过程中，应保证石英纯度以及选用^10Be含量尽可能低的铍载体。在最后，本文例举了宇宙成因核素埋藏年龄法在昔格达湖相沉积和大邑砾岩定年中的应用，以及^26Al-^10Be-^21Ne联合定年。可以期待，这一方法在中国将被广泛地用于研究大型河流演化、中国早期人类的演化历史、第四纪早期冰川发育以及与青藏高原演化相关的构造和沉积问题。

青藏高原东南部稻城古冰帽南缘第四纪冰川活动的宇生核素年代研究394-402

摘要：通常认为青藏高原东南部第四纪曾发育过一个冰帽——稻城冰帽，然而关于这个冰帽发育的年代和变化的过程，还缺乏足够的年代数据的支撑。本文选自稻城第四纪古冰帽南缘雄古附近的冰碛垄、冰碛台地、羊背石和冰川漂砾进行了宇生核素^10Be和^26Al暴露年代测定。结果显示，稻城古冰帽南缘至少发生过5次冰川前进事件，每次冰川前进到达最大规模的时间分别为19．0±0．7—19．8±0．7kaB．P，25．8±0．6—27．4±0．7kaB．P．，52．5±0．9～59．6±1．1kaB．P．，162．2±2．7～287．4±9．9kaB．P．和大于480．2±2．2kaB．P．。根据年龄数据以及空间位置关系的分析，稻城古冰帽很可能形成于约800～600kaB．P．之间，此后冰川的规模呈现出随着时间不断缩小的趋势，可能与该区气候的变干有关。MIS3的冰川规模比MIS2大，可能与MIS3时期气候比MIS2相对湿润有关。

云南怒江丙中洛河段第三级阶地^10Be暴露年龄403-408

摘要：宇宙成因核素可用于河流阶地测年，然而保存于阶地面上的漂砾暴露年龄是否能代表其形成年代还缺乏深入研究。应用宇宙成因核素^10Be对怒江丙中洛河段第三级阶地上的花岗岩漂砾进行测年研究，结果显示继承性组分可以忽略，而风化侵蚀将对其暴露年龄产生较大影响。基于采集自第三级阶地保存较好的基岩中石英脉样品，应用有效暴露年龄、暴露时间与风化速率间的关系图解出花岗岩漂砾的风化速率为0．3cm／ka，并据此得到第三级阶地的形成年代大约为150～203ka。

帕米尔高原东部塔合曼大型滑坡体的^10Be测年409-416

摘要：塔合曼滑坡体是发育在新疆帕米尔高原东部1895年塔什库尔干7级地震区北端的一个大型滑坡体，总体呈“舌”形，由崩塌区、滑坡区和堆积区三部分组成，在滑坡区和堆积区分别形成了平行与垂直于滑坡体滑动方向的滑坡体台阶。本文介绍了该滑坡体的基本特征并采用宇宙成因核素测年技术对其形成年代进行了测定，简要论述了该测年技术的基本原理、野外采样原则及样品前处理过程。采自滑坡体不同部位的6个片麻岩巨砾样品的^10Be暴露年龄结果非常一致，表明该滑坡体发生在6．8±0．2ka，同时也表明了^10Be暴露测年是研究大型滑坡的有效测年手段。结合该滑坡体被慕士塔格断层断错并形成断层陡坎、滑坡体内发育的冲沟规模以及巨砾表面较厚的岩石漆，我们认为该滑坡体并非1895年地震的产物。

末次冰期及全新世冲绳海槽东部Z14—6孔的^10Be记录417-422

摘要：文章讨论了末次冰期及全新世以来冲绳海槽中部偏东处的沉积物岩芯Z14—6中^10Be的历史记录，并与冲绳海槽北部钻孑LDGKS9603的^10Be记录进行对比。重力柱状岩芯Z14—6取于冲绳海槽水下739m（27°07’N，127°27’E），全长8．96m。选取了晚更新世末次冰期和全新世的层段（2—175cm，年代跨度为0．37～29．3kaB．P．）中12个层位，利用加速器质谱法测定了^10Be的含量。Z14-6孔。忸e的平均含量为6．10×10^8atoms／g，最高值（8．71×10^8atoms／g）出现在6．3kaB．P．层位，末次冰期^10Be含量总体上处于低值。与DGKS9603孔（28°08．869’N，127°16．238’E；水深1100m，岩芯长585cm）的数据比较，Z14—6孔中‘0Be含量普遍较低。Z14—6孔的‘0Be沉积通量平均值为1．04×10^8 atoms／era。ka，最高值（1．36x10’atoms／cm^2 ka）出现在6．3kaB．P．层位，最低值（6．45x10^8 atoms／cm^2 ka）出现在9．27kaB．P．层位。Z14—6孔所处水深较浅，黑潮流在末次冰期时并未流经Z14—6孔海区，所以其^10Be沉积通量只相当于。~Be的大气平均生产率（1．21×10’atoms／cm^2·ka）。Z14—6孔中^10Be沉积通量降低可能与几个低温事件有关，Z14—6孔在约3kaB．P．和9kaB．P．存在^10Be通量减弱现象，因此推测黑潮产生较大变动。Z14—6孔在全新世一些时段的。^10Be沉积通量峰值显著高于末次冰期时的沉积通量峰值，表明当时黑潮对该海域已发生影响。

青岛近地面空气中^7Be的季节变化423-429

摘要：本文报道了从2009年8月至2010年7月在青岛市崂山区（36．03°N，120．18°E）以每周3天的采样频率连续采集近地面大气气溶胶12个月，测定近地面空气中7Be浓度值的研究结果。青岛市近地面空气中7Be浓度的变化范围为1．52—14．58mBq／m^3，年平均值为6．83±O．40mBq／m^3，显著高于全球平均水平。最高值出现在4月，最低值出现在7月。秋季为^7Be浓度平均值最高的月份（9．02mBq／m^3）；其次为春季（7．39mBq／m^3）；夏季为最低的月份（4．46mBq／m^3）。^7Be浓度秋季水平高于夏季水平一倍。“春季泄漏”现象出现在4月份。青岛地区夏季受东南季风的影响，近地面空气中^7Be浓度偏低。2009年秋季受厄尔尼诺影响，大气环流异常以及台风频发促使平流层底部和对流层大气的交换，导致近地面空气中^7Be的增多。冬季近地面空气中^7Be浓度略高于夏季。青岛市近地面空气中^7Be浓度的振荡变化与青岛年内气象条件振荡有关，季节性变化明显，反映了东亚季风区大气环流的特点。

中国湖泊沉积物^137Cs和^210Pbex断代的一些问题430-440

摘要：^137Cs ^210Pbex是湖泊沉积物断代常用的两种核素，沉积物中核素的深度分布，不但随核素的大气沉降量变化，也与流域环境变化和沉积后核素的再分布有关。我国环境复杂，人类活动强烈，^137Cs和^210Pbex深度分布的非理想曲线常见于我国一些湖泊的沉积物。本文简要介绍了湖泊沉积物^137Cs和^210Pbex深度分布理想曲线和断代基本原理，在参阅大量有关中国湖泊沉积物^137Cs和^210Pbex断代文献的基础上，讨论了^137Cs和^210Pbex非理想深度分布曲线的解译和沉积物断代的几个常见问题。主要观点如下：1）我国湖泊沉积物不存在所谓的1974年和1986年蓄积峰；2）一些湖泊沉积出现的非单峰型^137Cs深度分布曲线，可能与人类活动或湖流扰动湖泊底泥、流域侵蚀产沙环境变化和^137Cs主要来源于冰川融水补给等因素有关；3）沉积物中的核素垂向运移，不改变剖面中1963年^137Cs蓄积峰的位置，不影响其断代标志意义；4）流域环境突发事件引起的沉积剖面中的^137Cs和^210Pbex明显异常，是断代的可靠标志等。最后介绍了根据沉积剖面^137Cs和^210Pbex总量与本底值对比，求算沉积速率的核素质量平衡法。

湖泊碳库效应对青藏高原气候变化解释的影响探讨441-453

摘要：在当前全球变化背景下，青藏高原冰川急剧退缩严重影响着东亚地区水资源。为了有效地规划水资源，需要对高原气候变化及其机制有深入的理解。尽管在青藏高原及周边地区有大量的古气候记录，但是目前对高原气候的时空变化及其机制仍缺乏深入一致的认识。青藏高原冰川、树轮和石笋记录可以提供过去气候变化的框架，但是这些记录的分布局限于一些特定的地理区域。青藏高原上广泛分布的湖泊沉积物是研究高原气候的时空变化及其机制的优良介质。湖泊沉积物岩芯的年龄控制主要依赖于放射性碳同位素定年，但大多数高原湖泊具有碳库效应，为建立沉积岩芯年代控制需要进行碳库年龄校正所带来的年龄误差目前未有深入研究，这在某种程度上制约了利用湖泊沉积物记录研究高原气候时空变化及其机制。本文比较了目前确定高原湖泊碳库年龄的方法并提出建议采用的方法，汇总目前已发表的高原湖泊碳库年龄，讨论湖泊现代碳库年龄的空间分布及其影响因素，讨论湖泊碳库过去变化及其可能造成的岩芯年代控制误差；以青海湖和班公错两个高原湖泊已发表的记录为例讨论过去碳库年龄变化可能造成对记录完全不同的解释；还讨论了由碳库效应校正而带来的湖泊沉积物岩芯年龄控制误差对青藏高原湖泊记录的末次盛冰期终止年代的空间分布及其对变化机制解释的影响。如果考虑碳库效应的过去变化，目前所观测到的高原气候时空变化及其机制需要重新解释。因此，为了更好地理解青藏高原气候时空变化及其机制，我们需要更多有良好定年、高分辨率和定量化的湖泊记录，本文也建议在解释目前湖泊记录时需要应对年龄控制极大重视。

珠江三角洲埋藏古森林地层年代与沉积特征454-464

摘要：珠江三角洲四会市和高要市两地埋藏古森林在发育历史时期形成了一层或多层腐殖质层。其中，四会埋藏古森林腐殖质层发育起止年代大致为4218±91eal．aB．P．～3291±24eal．aB．P．；高要埋藏古森林腐殖质层发育有3期，它们的年代大致为4910±64～1966±42cal．aB．P．，但在4347±63～4017±35eal．aB．P．和3658±45～3539±19cal．aB．P．之间发育中断，形成两层灰白色粘土层，3期腐殖质层（从上至下）发育持续的时间分别为1500a，400a和500a，约1000±500a。在四会埋藏古森林腐殖质层中，有机碳含量在26．2％-48．9％之间变化，θ^13C值波动介于329．8％-25．6％.之间，其中，粘土层与腐殖质层边界点的有机碳含量为26．2％，θ℃值为-25．6％o，对应的年代为3291±24cal．aB．P．；在高要埋藏古森林腐殖质层中，有机碳含量在20．3％-64．0％之间变化，∥℃值波动介于-30．9％.～-29．0％0之间，而在腐殖质层之间的粘土层的中心位置，有机碳含量从上至下分别为1．O％和8．8％，对应的拶℃值分别为-28．2％.和-27．8％.，较相邻腐殖质层平均∥。C值偏正约2．0％。至2．5％。腐殖质层有机碳含量与θ^13C值显示，埋藏古森林腐殖质层形成于湿地环境，而粘土层中有机碳含量和θ^13C值与腐殖质层中的显著差异及粘土层的沉积特征则说明粘土层很可能形成旱地环境。沉积环境干湿变化的周期与腐殖质层持续的时间一致，大致为1000±500a，这种变化可能与中全新世以来气候在千百年尺度上的波动相关，而四会和高要两地古森林湿地发育的起止时间不一致则主要与两地的地理位置及地形不同相关。

桂江河流碳的生物地球化学循环：^14C和^13C示踪465-472

摘要：基于一个水文年度的月周期性采样分析，用河流悬浮颗粒物的有机碳（POC）和溶解无机碳（DIC）的同位素信号探讨了桂江径流中碳的生物地球化学循环。桂江悬浮颗粒物中POC含量多介于1．70％～14．27％之间，平均为（4．54±2．94）％；河流POC的△^14C值介于-235．8％o--26．7％o之间，平均为（-135．38±57.27）‰，没有检出“核爆。4C”信号，揭示了较为强烈的流域地表扰动和土壤侵蚀状况。桂江POC的稳定同位素组成（占。C）变化于-29．92％0-24．71％o之间，平均为（-26．86±1．29）‰，这与以c，植物为主的流域生态系统的碳同位素组成一致。桂江颗粒有机质的C／N比多介于5．54～11．53之间，平均为7．97，低于全球河流的平均状况。一方面，土壤有机碳、岩石来源的地质碳及藻类生物量的混合比例决定了桂江河流颗粒有机质的C／N比和△‘4c值；另一方面，微生物群落对水体有机质的代谢分解作用也在一定程度上改变了有机质的元素和同位素比值。桂江河流DIE的F3C值变化于-17．22％o—-10．65％0之间，平均为（-12．95±1．94）‰。冬半年河流DIC（＆^13C值平均为-11．47％o）几乎全部来自碳酸盐矿物的化学风化，夏半年土壤硅酸盐矿物的化学风化对（DIC）^14和^13C值平均为-14．73％o）的贡献达28％。

东昆仑断裂带东段塔藏断裂晚第四纪古地震研究473-483

摘要：塔藏断裂位于东昆仑断裂带东段，属于“玛曲空区”范围，汶川Ms8.0级地震对该区域造成了应力的加载，但是本区尚未开展古地震方面研究，地震危险性认识不足。通过断错地貌实测、古地震探槽、^14C定年等方法，在坡中谷、断塞塘附近位置开挖两处探槽，获得了一些古地震方面的认识。探槽附近微地貌测量结果表明，断错量主要分布在两个范围区间72m和71m，以及27m，25和22m，两区间之间近倍数关系，推测由多次地震事件造成。两处探槽采集^14C样品共计19个，探槽剖面分别记录了2次古地震事件，事件发生的层位与年龄具有一定的可比性，经逐次限定后得到2次古地震事件，时间分别为320±30～500±30aB.P.和2730±30～2840±30aB.p.;最近一次古地震离逝时间为320±30～500±30aB.P.;实际重复间隔约为2300a，与东昆仑断裂玛曲段的重复间隔较为接近。

四极杆电感耦合等离子体质谱仪测定动物牙化石中U和Th同位素484-491

摘要：四级杆电感耦合等离子体质谱仪（Inductively Coupled Plasma-Quadrupole Mass Spectrometry,简称ICP-QMS）可用于U和Th同位素分析。目前，ICP-QMS能实现精度大约为0.3%（U）和1%（Th）的测量分析，可提供误差在1％～10%的^230Th/U年代数据.本文用ICP-QMS分析了采自意大利南都Loreto旧石器地点的4颗马牙化石样品，并对已发表的UTEVA树脂提纯U和Th的流程做了进一步改进，使其适用于动物牙化石样品。样品中的U和Th含量的平均测量精度（2a）分别为0．3％和0．6％；^234U/^238U和^230Th/^238U活度比平均精度（2a）分别为0．3％和0．8％。数据表明同一颗牙化石的不同组织的U含量可有数量级差别，同时它们的U—Th同位素活度比也可显著地离散（〉2a），从而导致不一致的^230Th／U年代结果。如今测定的各牙组织的U—Th同位素数据可用于模拟U的迁移历史；U一系分析与电子自旋共振测年技术相结合或可更好地估计样品的地质年代。

中国早更新世考古遗址电子自旋共振一铀系联合法牙齿化石测年问题研究492-498

摘要：电子自旋共振与铀系联合法测定动物牙齿化石年代是目前我国早期人类活动遗址年代学研究中一种比较可行的测年手段。本文简单介绍了这一方法并探讨了其在测年中的一些基本问题，研究显示：1）对于早更新世地点的牙齿样品，采用双饱和指数函数拟合古剂量优于目前普遍采用的单饱和指数拟合；2）计算样品内部剂量时，在没有铀析出的情况下，us模式与早期（EU）和线性（LU）模式相比可以更客观的重建样品中铀的吸收历史；3）对于外部剂量在总剂量中所占比重较大的样品，在无法采用等时线法测年的情况下，野外7剂量率的实地准确测量至关重要。电子自旋共振与铀系联合法有望应用于我国早更新世考古遗址的测年，但方法本身还需不断完善和发展。

阿尔金断裂带中段中新生代隆升历史分析：裂变径迹年龄制约木499-509

摘要：本文利用裂变径迹方法探讨阿尔金断裂中段吐拉一肃北之间隆升和剥露过程。古生代花岗岩和侏罗系沉积岩的磷灰石裂变径迹年龄介于107．2±9．OMa到14．1±1．3Ma之间，明显小于其侵位年龄或者沉积年龄。自西部的吐拉到东端的肃北，磷灰石裂变径迹年龄逐渐升高，从14．1±1．3Ma增加到107．2±9．OMa。花岗岩和侏罗系砂岩的磷灰石裂变径迹模拟结果表明，阿尔金断裂南侧地质体经历了两阶段的快速冷却过程，早期为33Ma左右，晚期为8Ma左右；阿尔金断裂北侧经历了晚白垩世开始的相对缓慢的冷却过程以及8Ma以来快速冷却事件。阿尔金断裂南北两侧的地质体的裂变径迹年龄和热历史略有差异，可能反映阿尔金断裂的影响。33Ma左右的快速冷却事件可能是阿尔金断裂活动引起的快速去顶作用的开始，这一事件对应了印度和欧亚板块碰撞。8Ma左右的冷却事件，与阿尔金山地区盆地内的快速沉积过程相一致，同时可能是青藏高原抬升与侧向生长在本区的响应。

大同火山烘烤层的光释光年龄510-515

摘要：对山西省大同市东水头村和于家寨两个点的第四纪火山玄武岩下伏烘烤层样品，进行了细颗粒石英光释光（OSL）测年研究。初步结果显示，对于大同火山烘烤层样品，应用简单多片OSL法能够获得有价值的火山活动年龄估计。光释光测年结果表明山西大同地区第四纪至少存在两期火山活动，一期发生的最小年龄为17万年，另一期发生在距今8．5万年左右。

汉江上游湖北段低阶地风成黄土一古土壤释光测年研究水516-526

摘要：通过对汉江上游湖北郧县一郧西段河谷的野外考察，选择前坊村汉江第一级阶地典型的黄土覆盖层剖面进行了深入研究。我们系统进行采样，分选出40～63μm石英颗粒，利用单片再生剂量法（SAR）技术，测得这些样品的光释光（OSL）年龄在2．90±0．15～16．76±0．60ka之间。OSL年龄值与地层深度表现出良好的对应关系。其中，利用释光信号组分拟合得到3种指数组分，发现快速组分达80％以上，且不同积分区间获得的D。值处于一个坪区，各测片D。值呈正态分布，说明这些风成沉积物晒退比较彻底。结合粒度参数Y值分析，确定这些沉积物属于风成堆积物。利用样品OSL年龄与气候替代指标，结合与秦岭北侧黄土剖面的对比，表明汉江上游河谷第一级阶地的风成堆积物从18．0ka开始堆积形成。自全新世以来受到不同程度的成壤改造作用，形成了与渭河谷地相似的L1-L1-S0-L1-Ms土壤地层序列。同时发现在1．8ka（200A．D．）前后，汉江上游发生了一期特大古洪水事件。这些研究成果对于深入了解汉江上游水文气候变化具有重要意义。