110℃热释光陷阱光转移现象的数值模拟

在光释光（optically stimulated luminescence,OSL）测年流程中,通常采用预热（180—260℃）来去除低温区不稳定的信号。尽管预热过程中浅陷阱（如110℃陷阱）电子被清空,但在之后的光照过程中由较深陷阱进入导带的电子会再次进入浅陷阱并发生积累,这种现象称为光转移（photo-transfer）。本文以110℃热释光（thermoluminescence,TL）信号的实验数据为基础,模拟了光转移现象,研究了不同实验条件（激发温度、光子通量）和不同动力学参数（110℃ TL陷阱的空间容量、入陷概率、光电离截面）对光转移过程的影响,结果显示：激发温度越高、光子通量越大、110℃ TL陷阱的光电离横截面越大,光转移信号越弱;110℃ TL陷阱的空间容量和入陷概率越大,光转移信号越强。模拟结果揭示了影响光转移程度的因素,加深了对光激发过程中OSL信号产生的物理机制的认识。     

光释光(OSL)测年技术的初步实验研究

提出了基于X射线激发的光释光测年原理，据此进行了初步实验研究。研究表明，利用X射线是可以激发辐射样品使其产生光释光信号的。     

黄河中游河谷地区三种粒径石英的光释光测年对比

利用光释光测年（OSL）技术当中的单片再生剂量法(SAR),测定了黄河中游泾河和洛河河谷含特大古洪水滞流沉积物夹层的全新世黄土－古土壤沉积物的年龄。通过对前处理分离提纯三种不同粒径石英样品的测定研究,发现利用氟硅酸和氢氟酸两者结合溶蚀该研究区域的中－粗颗粒石英的方法,提纯石英颗粒样品的效果比较好,且分离获得的40~63...     

砂岩和花岗岩岩石表层光释光信号晒退速率对比及测年意义

光释光信号已被成功地应用于岩石表层暴露、埋藏年龄的测定以及判别岩石经历的曝光和埋藏历史。本文选择红褐色石英砂岩和灰白色黑云母花岗岩进行了岩块和岩片晒退不同时间的实验研究,结果显示:岩石光释光信号(IR_(50);IRSL)可被光(阳光和全光谱模拟太阳灯灯光)快速晒退。曝光一定时间后,岩块表层一定深度的光释光信号可以归零,且随曝光时间的延长,自暴露面向内的光释光信号归零深度也随之加深。砂岩和花岗岩光晒退对比实验结果显示:与深色砂岩相比,浅色的花岗岩有更高的光释光信号晒退速率。实验同时揭示:本研究所采用的红外光源激发获得的光释光信号来自岩片(1.2 mm)表层一定深度,并没有完全穿透该岩片。该研究为了解不同岩性岩石的光释光信号晒退速率、测年对象的合理选择以及岩石样品采集、前处理和测试等提供了实验数据支持。     

河南三杨庄剖面光释光年代学研究

河南省安阳市内黄县三杨庄遗址是由于黄河下游洪水快速掩埋而保存的汉代文化遗址,是研究黄河流域历史气候变化与古河道变迁的理想载体。近年来,石英的光释光（OSL）测年技术广泛应用于水成沉积物的定年。本文选取三杨庄文化遗址区的一个深度为10.40 m 的剖面,使用细颗粒石英单片再生剂量（SAR）法OSL 技术测量了该剖面的8个样品的年龄,建立了剖面年代标尺,并与前人测得的加速器质谱（AMS）¹⁴C年龄进行了对比,结果显示：（1）三杨庄剖面年龄分布在约12.43 — 1.21 ka,沉积于整个全新世时期,剖面沉积速率波动幅度较大,在约3.91 — 3.15 ka（深度9.60 — 5.00 m）沉积速率很快,而3.91 ka 之前的早 — 中全新世时沉积速率较慢;（2）剖面深度8.60 — 5.00 m,¹⁴C年代相对OSL 年代出现严重高估,高估值随深度增加而增大,由约2 ka 变化到约7 ka,推断三杨庄剖面¹⁴C年代的高估可能是由于碳库效应的影响;（3）三杨庄剖面细颗粒石英OSL 测年结果指示细颗粒石英在河流-洪积相沉积物测定中的潜力。     

释光测年技术在陶器定年研究中的应用进展

陶器释光测年一直是环境考古领域重要的时间界定方法之一。本文通过系统整理释光技术在陶器定年上的主要研究成果,分别从技术方法和应用实践两个方面进行总结和梳理,以阐明其在相应领域的适用性、面临的问题和未来应用潜力。在陶器定年的技术方法上,热释光技术最早应用于陶器测年,但也存在矿物热释光晒退效率较慢、不可重复测试和反映信息较少等问题;光释光测年技术的不断发展拓展了陶器释光测年的技术和方法,近年来相应研究比例也不断提高,但也存在部分年轻样品石英信号较弱、石英光释光信号组分比例影响等效剂量测定等问题。在实践应用上,陶器释光测年技术在世界各地遗址均表现出良好的适用性,能为遗址提供绝对年代测定,以及在多学科交叉的背景下,更多地反映古人地关系演化和文化区域交流。未来需要进一步加强释光技术尤其是光释光技术在陶器测年领域的应用力度,从而更好地服务于环境考古学研究;这对于进一步揭示区域古人地关系演化、文明发展历程和文化区域交流等方面有着重要意义。     

中国黄土释光测年与应用:过去、现在与未来

中国黄土释光测年走过了近40年的历程,这对于推动释光测年技术的进步和黄土古气候古环境研究的深入有重要意义。本文针对中国黄土(以黄土高原为主),简要回顾了以多片法混合矿物热释光(TL)和红外释光(IRSL)测年技术为主的早期(20世纪70年代末期至21世纪第一个十年初期)探索阶段的发展,重点阐述了以成熟的单片再生剂量(SAR)法石英光释光(OSL)技术和延长测年年限的多种方法并存为特征的目前(21世纪以来)研究进展。同时,系统论述了释光测年技术在晚更新世以来中国黄土古气候古环境研究中的意义,如在年代标尺建立、粉尘堆积速率变化重建、地层对比与划分、轨道和亚轨道尺度气候演变与气候事件揭示等方面的应用。另外,也对将来中国黄土释光测年技术的发展方向和其在古气候古环境研究领域的应用前景进行了简单展望。     

长江三角洲晚第四纪陆-海交互地层的光释光年代学

长江三角洲地层的年代学研究对探讨晚第四纪以来我国东部沿海地区陆海交互作用历史以及海岸地貌的形成与演化具有重要价值。本研究选择长江三角洲YZ07和EGQD14两支钻孔开展系统光释光（optically stimulated luminescence,OSL）测年研究,总结前期已发表的50个年代数据并收集整理该区域相关钻孔的年代地层资料,探讨在可靠的年代框架约束下晚第四纪长江三角洲沉积地层演变特征,取得了以下几点认识：（1）在长江三角洲地区,常规OSL测年以较细石英颗粒OSL测年效果较为理想;对粗颗粒石英,若存在长石包裹体对石英OSL信号的影响,建议用脉冲释光测年（POSL）技术加以解决。（2）以YZ07孔为例,¹⁴C测年和OSL测年结果对比表明在三角洲海岸地区,¹⁴C测年方法建立的年代地层框架需要谨慎对待,建议在此区域开展年代地层学研究时可以尝试将两种测年方法结合使用,以确保年代地层框架的准确和可靠。（3）针对争议较大的氧同位素3阶段（MIS3）沉积环境问题,EGQD14孔给出了新的年代学证据,认为MIS3阶段（约30?—?50 ka）长江三角洲可能是陆地河流相沉积环境为主导,这也得到了区域相邻的几支钻孔沉积记录的佐证。（4）两支钻孔从年代学角度证实了前人关于末次盛冰期（Last Glacial Maximum,LGM）以来长江三角洲发育下切河谷的沉积学判识和地层学论断。此外,多钻孔的年代地层学特征也验证了全新世时段海平面变化控制下的长江三角洲及海岸演变的时空动态。     

青海湖黑马河黄土的高密度光释光测年

西风环流与亚洲季风交互控制下的青海湖流域,对气候变化响应敏感。该区广泛分布的黄土记录了古环境古气候信息,但其在不同时间尺度上的沉积模式和沉积连续性尚不明晰。本文以青海湖西南的黑马河黄土剖面（HMHW）为研究对象,通过高密度光释光（optically stimulated luminescence,OSL）测年,结合粒度、磁化率和色度指标探讨其环境演变特征。结果表明：（1）黑马河黄土的沉积模式以快速堆积为主,集中于较冷的末次冰消期（13—12 ka）和晚全新世（~2 ka）;（2）早中全新世（11—4 ka）存在~7 ka的沉积间断;（3）黑马河黄土剖面（HMHW）的土壤粒度组分,以体积占68.68%的粉砂为主,砂次之,黏粒最少;整个剖面的平均粒径和亮度低值对应古土壤层,高值对应黄土层;磁化率的最大值在115 cm处为74.30×10 ^?8 m ³·kg ^?1,110 cm处的OSL年代为(1.52±0.16) ka,指示晚全新世（~2 ka）有古土壤发育。     

石英不同Ti-Li心电子自旋共振信号光晒退特征及其测年意义

为探讨石英不同Ti-Li心电子自旋共振（ESR）信号的光晒退特征及其测年意义,对典型花岗岩类基岩样品、河流现代表层沉积物样品及地质历史时期沉积物样品的石英Ti-Li心option A、Ti-Li心option B、Ti-Li心option C、Ti-Li心option D和Ti-Li心option E的ESR信号光晒退特征进行了系统研究。结果显示：（1）不同Ti-Li心ESR信号可在较短时间内（260 h）完全晒退,表明Ti-Li心是优良的石英ESR测年信号心;（2）石英的赋存环境对同一Ti-Li心ESR信号晒退“归零”所需的时间具有明显的影响作用。相比于基岩石英和地质历史时期沉积物石英,现代河流沉积物石英因其已经接受了一定时间的光晒退作用而具有更快的光晒退“归零”速率;（3）石英同一Ti-Li心的光敏感特性会因石英经历的地质循环过程的不同而改变,相比于基岩,沉积物因经历了更复杂的地质过程而具有了深陷阱电子,所以需要更长的光晒退归零时间;（4）同一样品的不同Ti-Li心表现出了相同的光晒退特征,说明不同类型的Ti-Li心具有相同的光敏特性;（5）Ti-Li心option B在某些自然样品中不易观察,Ti-Li心option D和Ti-Li心option E信号较为微弱,因此,Ti-Li心option A是进行沉积物石英ESR测年的最佳信号心。     

渤海湾重金属污染历史——Ⅰ.Zn、Cd背景值及污染历史

本文通过长箱式静压取样器及挖探槽采集了渤海湾及其毗邻河口区10个柱状沉积物岩芯样品,结合~(210)Pb测年、沉积物重金属分析,测定了沉积速率、重金属环境背景值及渤海湾4个时期(1982、1974、1964、1933)Zn、Cd的人为增量。沉积速率变化范围:1.8—44.2mm/a。分析表明:高速沉积区位于蓟运河口、海河口及废黄河口;低速沉积区位于渤海湾中部。从1933年起,由于人类活动增加,岩芯样中Zn、Cd含量开始累积。渤海湾Zn、Cd环境背景值分别为71.11—74.20×10~(-6)和0.100—0.120×10~(-6)。Zn、Cd最高值位于海河口,分别高出背景1.32和1.90倍。1982年输入到河口及湾内的Zn、Cd人为负荷量依次为249.32t和 5.41t,它们分别占污染区Zn、Cd自然负荷量的26.58%和30.81%。     

湖泊沉积物中有机物的分解

从横贯美国的64座湖泊、水库和河口的分析数据看,沉积物中的有机碳、氮和总磷随深度减少。用~(137)Cs测定沉积物的年代,发现C、N和P的浓度减少与一级动力学模式相吻合。C、N阳P的平均速率系数分别为24×10~(-3),21×10~(-3)和5×10~(-3)/年。相关的C、N和P速率系数的最频值分别为4×10~(-3)、5×10~(-3)和4×10~(-3)/年。C和N的常数密切相关,这反映了这些成分的微生物分解。P的衰减系数可能与育机磷的分解和随后P的向上扩散有关。C的衰减系数同关于湖泊和浅海沉积物有关报告的或由报告所推导的数据很相似。本研究推导出的衰减系数可作为沉积物中有机质成岩作用速率的第一     

浑善达克沙地末次冰期晚期到全新世的环境转型

对浑善达克沙地7个晚更新世末期风成砂－全新世黑色砂质土壤序列剖面进行了光释光年代测试，并对26个野外风成剖面进行了考察及粒度、磁化率测量。通过对黑色砂质土壤层之下砂层粒度、磁化率指标分析，砂层OSL测年，确定了末次冰期晚期浑善达克沙地活动砂丘分布范围。目前浑善达克沙地为砂质草原，主要为固定砂丘，面积约52000 km2...     

浙江宁波地区Z03孔第四纪磁性地层研究

浙江宁波地区第四纪以来沉积了较大厚度的海陆交替沉积物,对其进行划分和对比,对研究该区第四纪地层至关重要。宁波南部滨海平原Z03孔揭示该区伴随多次海侵—海退,形成数个沉积旋回,其岩性多变,沉积相复杂。文章通过对Z03孔进行磁性地层研究,结合钻孔岩性特征、光释光测年和~(14)C测年数据,建立可靠的磁性地层框架。结果显示,Z03孔所有样品均位于布容正向时内,且包含了3个全球性极性漂移事件和1个地方性亚时,自下而上分别为布莱克事件、拉尚事件、哥德堡事件以及宁波亚时;80.0~87.0 m样品记录了中更新世和晚更新世之交的布莱克事件,上更新统底界定于79.2m处;42.2~44.0m样品记录了拉尚事件;21.0~23.0m样品记录了全新世和更新世之交的哥德堡事件,全新统底界定于23.6m处。     

大连湾沉积物中的有机氯农药和多氯联苯

对大连湾附近海域的沉积物中有机氯农药 (OCPs)和多氯联苯 (PCBs)进行了定性和定量分析 ,并探讨在沉积物中的分布特征。沉积物中BHCs的浓度范围为 0 .0 2 7× 10 -9～ 5 .782× 10 -9,平均值为 0 .2 46× 10 -9;沉积物中DDTs的浓度范围为 0 .72 7× 10 -9～ 5 .72 3× 10 -9,平均值为 2 .2 0 8× 10 -9;沉积物中PCBs的浓度范围为 0 .0 40× 10 -9～ 3.2 30× 10 -9,平均值为 2 .141× 10 -9。结果表明 ,该湾沉积物未受到OCPs、PCBs的污染 ,其浓度与 1996年调查数据相比呈降低趋势。     

镉与天然固体表面络合物的条件稳定常数

本文研究天然固体、伊利土和湘江悬浮沉积物从水中吸附极低浓度(ppb级)的镉时吸附量随pH的变化;同时研究不同pH值时的吸附等温线。根据简单的表面络合模式,利用线性关系及其分配系数,求取不同pH值时的天然固体与镉形成的表面络合物的条件稳定常数。条件稳定常数随pH值的上升,分为两个区域而呈线性增长。据此求得表面络合反应的条件络合常数。镉与伊利土和湘江悬浮沉积物的表面络合物条件稳定常数分别为3.0—1.8×10~2和0.8—2.5×10~2(pH5.0—8.5).低pH区伊利土和湘江悬浮沉积物吸附镉的条件络合常数分别为3.3×10~(-2)和2.8×10~(-2),高pH区二者的络合常数分别为5.6×10~(-5)和8.5×10~(-8)。     

冰碛物电子自旋共振信号测量的基本流程

电子自旋共振（ESR）法是一种用于直接测量和研究含有未成对电子的顺磁性物质的分析方法。ESR测年是应用这种分析方法对沉积物最后一次埋藏以来的年代进行测定。相比于其他方法,它具有测年范围广,测试的样品种类多,样品可以重复测量,测量周期短等优势。20世纪80年代以来我国开始进行沉积物ESR测年与研究,但是在冰碛物ESR测年的制样和测量过程中存在一些问题。本文介绍冰碛物ESR测年的过程：样品野外采集时剖面的选取及其注意事项;详细描述提纯冰碛物中石英颗粒的前处理过程;石英颗粒经过人工辐照后在顺磁波谱仪上测试ESR信号并拟合古剂量过程中的具体方法和需要注意的问题。从实验中得到,用0.063 —0.125 mm粒径的组分提纯石英砂比较困难,前处理过程中试剂和时间消耗量大,因此建议ESR测年时：在样品充足的情况下选用细颗粒组分（0.063—0.125 mm）,样品不充足的情况下选用中颗粒部分（0.125—0.25 mm）。待测样品中存在其他矿物会对石英的ESR信号有影响,因此在提纯石英过程中用重液分选提高石英纯度并可以增强测量的ESR信号的稳定性。经过氢氟酸刻蚀后的样品,石英的纯度要达到95%—99%或以上。对于冰碛物ESR测年过程中ESR信号的选择需要参照样品自身的特点,综合考虑多次尝试才能确定用常温Ge心信号还是低温的Al心、Ti心作为样品中石英的ESR测年信号。通过规范的采样、制样和ESR信号测量流程,使样品的定年能够被不同的人重复,并能够进行不同区域之间的对比。     

铅-210、钍-228、钚年代学在滇池、洞庭湖和昆明湖环境问题上的应用(摘要)

<正> 本文介绍了应用天然铀、钍衰变系列中的短半衰期子体~(210)Pb(t_(1/2)=22.3a)、~(228)Th(t_(1/2)=1.91a)在湖泊沉积物中过量衰变原理和大气核试验释放核素~(239),~(240)Pu在沉积物中的特征峰分布测年原理,建立我国内陆湖泊——滇池、洞庭湖和昆明湖沉积物沉积的时间尺度,测定其沉积速率、沉积通量。同时利用这些核素作示踪研究沉积物表层的生物扰动造成的混     

大渡河石广东古滑坡堰塞湖沉积物光释光年代研究

堰塞是重要的极端地表过程之一,往往会造成灾难性的后果,对古堰塞湖的研究有助于对区域堰塞风险的认识。本文以青藏高原东缘大渡河上游石广东古滑坡堰塞湖为研究对象,地质证据显示该古堰塞湖的堵江高坝高约23 m,堵江滑坡的体积约1.6×10~7 m~3,堰塞湖的最小蓄水量为2.0×10~7 m~3。并选取两个湖相沉积剖面,采用单片再生法(single aliquot regeneration,SAR)与标准生长曲线法(standard growth curve,SGC)相结合的方法,测定了7个样品的光释光(optically stimulated luminescence,OSL)年龄,测年结果表明堰塞湖形成于距今约3.0 ka,结束于1.6 ka,即全新世晚期。初步推测堵江的古滑坡体可能由于地震诱发。     

珠江口海区的碳贮量

本文根据实测资料,分别计算了珠江口海区各碳贮库的碳贮量,计算得海水贮库碳贮量约为300×10~6kg,颗粒碎屑碳贮库约11×10~6kg,生物碳贮库约3×10~6kg,表层沉积物碳贮库约698×10~6kg,并由计算结果讨论了珠江口碳贮库各类碳的分配情况。