风成沉积石英绿光释光测年的单片技术
第四纪沉积物年代测定方法
第四纪沉积物年代测定方法第四纪沉积物是指第四纪时期因地质作用所沉积的物质，一般呈松散状态。
在第四纪连续下沉地区，其最大厚度可达1000米。
第四纪沉积物中最常见的化石有哺乳动物、软体动物、有孔虫、介形虫及植物的孢粉。
这些化石，有助于确定第四纪沉积物的时代和成因.第四纪沉积物年代测定方法主要有物理年代学方法、放射性同位素年代法、其他方法一、物理年代学方法物理年代学方法是利用矿物岩石的物理性质（如热、电、磁性等）测定沉积物的年龄的方法。
如古地磁法、热释光（TL）、光释光(OSL)、电子自旋共振（ESR）、裂变径迹法等。
1、古地磁学方法古地磁学方法是利用岩石天然剩余磁性的极性正反方向变化，与标准极性年表对比，间接测量岩石年龄的方法。
他的实质是相对年代学和绝对年代学方法的结合——运用古地磁数据建立极性时（世、期）和极性亚时（事件）的相对顺序，再运用同位素（主要是K—Ar法）测定他们各自的年代，继而建立统一的磁性年表。
（1）基本原理A．过去地质历史时期与现代一样，地球是一个地心轴偶极子磁场。
B.含有铁磁性矿物的岩石，在形成过程中受到地磁场的作用而被磁化，磁化方向与当时的磁场方向一致。
a.沉积岩：沉积剩余磁性。
b.火成岩：居里点之下，称为热剩磁。
居里点温度一般在500~650℃（表）C.不同时期磁场是变化的,因此保存在沉积物中的磁场特征也是变化的：变化包括磁极移动（106—109年）和磁场倒转（104-106）。
（2）古地磁极性年表（A.Cox）古地磁极性年表是根据一系列主要用K-Ar法测定年龄的不同时间尺度的极性变化事件编制的地磁极性时间表。
目前用于第四纪研究的极性年表是A.Cox 等1969年根据陆地和大洋已有的140多个数据拟定的5MaB.P.以来的地磁极性时间表，后经许多研究者补充修正，综合成表。
(3) 测年范围及应用条件：无时间限制，整个第四纪都可以。
剖面沉积连续、厚度巨大的细粒沉积层。
(4) 应用情况：方法成熟，广泛应用。
沉积物的光释光(OSL)测年简介
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光释光测年方法
光释光测年法综述姓名：曾宪阳学号：2016020024学院：地球科学学院2016.12光释光测年法综述光释光(optically stimulated luminescence，OSL)测年技术20世纪80年代该方法提出以来，得到了越来越广泛的应用，尤其是在第四纪研究方面获得普遍认可。
光释光测年技术的发展最早可以追溯到1960年人们发现古陶瓷发射的热释光。
后来由前苏联的Morozov 等人(1968)提出用热释光方法测定各种沉积物年龄，释光定年方法开始在第四纪研究领域得以应用。
Huntley(1982)发现矿物中存在光敏陷阱，进而提出了石英绿光和长石红外光释光测年法，光释光相对于热释光最大的优势在于光释光只激发光敏电子，且这类电子极易被晒退，而且可忽略残留值的影响，因而光释光得到极大地发展。
90年代以前光释光测量主要采用多片技术，1991年Duller提出了光释光测年的单片技术，大大提高了D e值测定的精度，现今光释光技术已经发展成为一种基础的测年方法，被广泛地应用于各领域。
1：光释光测年原理光释光测年与同位素测年都是基于同一原理:总量、速率与时间之间有某种函数关系。
如果已知总量和速率，则可根据这种函数关系求出时间(年代)，所得出的测年结果为定量的数值年龄。
结晶固体形成后暴露在自然的环境中，来自环境中的辐射对晶体作用会造成辐射损伤，导致缺陷在晶体中出现，晶体中的电荷平衡遭到破坏，游离电子就在晶体中生成。
这类游离的电子就是我们所说的储能电子，存在于晶体中的这些储能电子一经外部能量(激发源)的刺激，新的不平衡便又产生，如是它就会以释放光子的形式来消耗自己储存的能量，这种现象就称为释光现象。
当晶体矿物在埋藏之前被日光长时间照射或被高温加热，其释光信号就会被晒退归零。
Codyfrey-Smith等(1988)通过实验证明了释光信号存在光晒退现象，把储存有释光信号的石英矿物放在太阳光下直接照晒20秒，石英的释光信号强度就会降为原来的1%，长石在太阳光下照晒约6分钟释光信号降为原来的1%。
光释光测年技术
光释光测年技术1. 基本概念解释光照射矿物晶体，尤其是硅酸盐矿物晶体，激发晶体先前贮存的电离辐射能，并以光的形式释放出来，亦即晶体被光激发而发射的光，就是光释光(OSL)。
通过OSL信号强度的测量，建立OSL信号与辐照剂量的关系，就可获得样品埋藏期间所吸收的电离辐射剂量即等效剂量DE值，而DE值又是样品接受的年剂量和样品埋藏时间的函数，即DE = ?（D, t）。
D为样品接受的年辐射剂量，又称环境剂量率，可通过样品及其周围物质的铀、钍、钾和含水量的测量来获得。
t为样品埋藏时间，即样品年龄。
也就是说：通过测量样品的光释光（OSL）信号强度和环境剂量率，经过OSL信号对辐照剂量的响应函数可获得样品的沉积埋藏年龄的技术即为光释光（OSL）测年技术。
2. 主要应用领域目前石英、长石等矿物光释光技术主要应用于第四纪碎屑沉积物的年龄测定。
鉴于这一方法测定的是第四纪沉积物中石英、长石等矿物最后一次曝光后被埋藏的年龄，即沉积年龄，它广泛应用于第四纪地质、环境地质、水文地质、构造活动等的研究和大型工程场地地壳构造稳定性或地震危险性评价。
此外，矿物光释光技术也被广泛用于古陶器、瓷器、燧石石器等考古器物测年以及第四纪火山喷发事件年龄测定。
3. 国外应用情况光释光测年技术是1985年由Huntley教授等提出的，国外研究以及应用都比较广泛。
主要应用在晚更新世以来风成黄土、沙丘的形成演化以及相关的气候－环境演变时间序列、古水文演化、活动构造和古地震、海啸等方面。
特别是2000年Murray和Wintle在总结和归纳前人研究的基础上通过大量试验提出了石英颗粒“单测片再生剂量技术”（“Single-aliquot regenerative-dose procedure”, SAR）以来，光释光测年方法在上述应用方面都取得了一系列突出的新成果（Wintle and Murray，2006；M.Walker, 2005）。
4. 国内应用情况国内主要应用于广泛发育于我国北方的黄土－古土壤序列及其记录的气候－环境变化、干旱－半干旱区风砂活动及沙漠形成和演化、地貌过程、古水文演化、构造活动和古地震、古人类遗址和考古研究等方面的测年和年代学研究，并在古陶瓷（王维达等，2005；夏君定等，2005）、黄土地层测年（王旭龙等，2006；Lu,et al,2007）、沙丘砂和风砂活动测年（Li Shenghua et al,2002；Zhao H. et al,2007）和古地震事件测年（Lu, et al,2002）等取得了重要研究成果。
光释光测年方法及其在地质研究中的应用
光释光测年方法及其在地质研究中的应用光释光技术原理是基于样品矿物中”光敏陷阱”电子受激发而释放光能的现象。
凭借矿物测年范围广且测年材料易获得等优势，该技术得到了广泛研究和长足发展。
本文介绍了光释光技术的基本原理和测试方法，并阐述了其在风积物、水成沉积物、构造沉积物及冰川沉积物四种第四纪沉积物测年中的应用。
标签：光释光第四纪沉积物测年1964年，Aitken利用热释光技术成功测定了古陶器的年龄。
光释光测年即在热释光测年的基础上发展起来。
1985年，Huntley et al.[1]通过用光激发石英并测量其释光信号的实验，首次提出了光释光（OSL）这一测年技术。
光释光测年技术的出现为存在光晒退现象的沉积物的年代学研究提供了极大的可行性。
1原理及概念1.1基本原理沉积物中的矿物碎屑在埋葬之前暴露在阳光之下，光释光信号被全部晒退从而达到释光信号的零起点。
而沉积物在埋葬的时间段内由于周围环境中电离辐射场的作用而重新累积释光信号，在一定时间范围内该信号与沉积物埋藏的时间成正比。
通过检测该信号的辐射剂量，结合其埋藏环境中的年剂量率就可计算出沉积物的埋藏年龄。
1.2样品采集及处理根据OSL测量要求，野外采样应注意以下几点：（1）必须蔽光取样；（2）尽量在岩性相对均一的细粉砂-亚砂土中采样，并剥去暴露表面25-30cm后再取样；（3）用铅盒、铝罐或锡箔等避光材料包装样品；（4）除释光信号测量样品外，另外采集一份样品做含水量和年剂量率测试。
取回的样品是各种矿物的混合体，所以需进行矿物的提纯以保留测年矿物。
适用于OSL测年的矿物包括：石英、钾长石、碱性长石、锆石、磷灰石，其中石英和长石由于在沉积物中广泛分布而成为最常应用的矿物，故目前研究较多的矿物提纯方法也主要针对石英和长石。
矿物在沉积物中存在的颗粒大小从粗砂到粘土级，根据α对不同粒径颗粒的穿透程度，OSL测年分为粗颗粒技术和细颗粒技术，故对其提纯的前处理技术也相应地有细颗粒（4-11μm）和粗颗粒（90-125μm）两种方法。
基于光释光测年的中国黄土中氧同位素阶段2_1和3_2界限位置及年代的确定
第28卷 第5期2008年9月第 四 纪 研 究QUATERNARY SC I ENCESVol .28, No .5Sep te mber,2008文章编号 1001-7410(2008)05-883-09基于光释光测年的中国黄土中氧同位素阶段2/1和3/2界限位置及年代的确定3赖 忠 平(中国科学院青海盐湖研究所释光测年实验室,西宁 810008)摘要 文章简要总结了近几年来在确定黄土中氧同位素阶段2/1和3/2界线位置、年代以及与此相关的光释光测年方面的最新进展。
在黄土与全球变化的研究中,更新世与全新世界线的位置及其年代的确定始终难于解决。
常用的方法是用磁化率曲线来定性确定这一界线,而其年代则从别处引用。
近几年来光释光测年的一些最新进展为黄土高分辨率的光释光年代序列提供了条件,基于高分辨率光释光测年的沉积速率模型较好地解决了这一难题。
由于冰期时黄土沉积速率较高,而间冰期(或间冰阶)时沉积速率相对较低,沉积速率模型认为,沉积速率变化的拐点即是冰期和间冰期的界线。
运用这一模型,测算得出甘肃省临夏盆地塬堡剖面氧同位素阶段2/1和3/2界线的年代分别为13148±1115ka 和2518±211ka 。
主题词 黄土 光释光测年 沉积速率模型 氧同位素阶段2/1和3/2界线的位置及年代中图分类号 P533,P941.74 文献标识码 A 作者简介:赖忠平 男 40岁 研究员 全球变化与释光年代学专业 E 2mail:zp lai@isl 1ac 1cn 或z p lai@yahoo 1com 1cn 3中国科学院“百人计划”项目资助 2008-06-25收稿,2008-07-22收修改稿1 引言中国黄土高原黄土记录了自第四纪以来连续的环境变化信息,这些信息主要是通过磁化率和粒度等气候指标来表征的[1～10]。
在冰期/间冰期的尺度上,磁化率的波动与深海氧同位素的波动几乎是同步的[1,11,12]。
释光测年中细颗粒石英Stokes沉降法及敏感度意义
沉降法及敏感度意义
感度等。
三是通过大气观测对现代风暴和颗粒分布、沉积速率进行分析。
然而，无论是研究风成沉积物还是水成沉积物，单独使用任何一种物源示踪方法都不能确定源区属性，人们应该综合使用多种物源示踪方法，准确寻找源区位置。
对辐射能量的敏感度高，石英释光敏感度（即单位剂量的释光响应）被用来进行物源研究
黄土物源可以从地形、地化、大气观测三个方面进行。
尽管黄土的起源对了解其传输路径和气候信息至关重要，黄土的沉积来源仍然很有争议。
一种观点认为中国的黄土主要来源于蒙古的戈壁和沙漠以及中国北部的毗邻地区；其他人则认为还包括中国西北地区三大内陆盆地。
根据碎屑锆石证据，孙继敏认为黄土高原的黄土主要来源于中亚构造带（主要是戈壁、
（μm）
图1 小于4 μm分选1、3、5、7次数对比
（μm）
图2 小于11 μm分选1、3、5、7次数对比
（μm）
图3 4～11 μm分选1、3、5、7次数对比
将上述浮选好的4～11μm颗粒加入氟硅酸浸泡3天，加入10%稀盐酸中和表面氟化物沉淀，最后用蒸馏水多次清洗至中性。
该过程利用了石英和长石在氟硅酸中的溶解度不同，对黄土细颗粒石英进行
的颗粒用乙醇浸泡，并将颗粒摇至悬浮液。
然后将乙醇悬浮液倒入装有高约
个左右，每个试
不锈钢片。
用定量移液管从摇
液体到各个玻璃试管中。
在℃以下环境低温烘干，细颗粒落在测片上的颗粒
4 μm，理论上测片间样品
以内。
若长石的
则细颗粒石英纯度能满足试验要求。
11 μm浮选一次
的颗粒，小于。
第四纪沉积物的光释光测年
第四纪沉积物的光释光测年第四纪沉积物是地球上相当普遍的现象，主要包括冰川、海洋、湖泊、风沙等各种不同类型的沉积物。
而对这些沉积物的年代测定，是了解地质历史和地球演化的重要方法之一。
其中，光释光测年是比较常用的一种方法。
光释光测年法是通过测量沉积物中放射性元素在受压缩的条件下释放出的光的强度，来推算出沉积物的年代，其原理是通过放射性核素的衰变产生的电子在晶体的能级中被激发并存储了一定的能量，当这些电子被外部光激发和释放出能量时，可以计算沉积物的年代。
由于不同类型的沉积物受到质地、孔隙度等因素的影响，其光释光测年的应用也各有不同。
对于河流沉积物，其物质组成相对单一，早期研究发现主要受水力因素控制。
当然，近年多因其他因素的介入，比如生物作用等等，可能导致河流产沉积物的方式也有所变化。
不过，河流沉积物本身属于不透明性渐新世石英发光物质，因此受热时间比较短，同时晶格中元素掺杂也比较少，易于研究。
对于湖泊沉积物，其组成和河流沉积物相比更加复杂。
由于受到河流输入物质的影响，经过复杂形成过程的湖泊沉积物包括有机物、矿物、碎屑等多种物质，对于其光释光测年的研究也相对较为困难。
不过，湖泊沉积物的研究价值也同样十分重要，可以用来研究气候变化、生态环境变化等。
对于滨海沉积物而言，其年代的测定除了综合其他因素以外，特别是受到潮汐作用及生源碎屑变质过程的影响，所以光释光测年的选单更为繁琐和复杂。
同时，由于滨海沉积物的成分多样且生活物质也相对较多，很多时候研究者需要应用多种年代测定的方法进行分析。
总之，在进行光释光测年研究的同时，需要考虑物质组成、沉积环境、沉积层次及沉积古地理等因素，同时进行多种年代方法的对比与综合，以获得最为可靠的研究结果。
光释光测年基本流程pdf
第32卷第5期2013年05月地理科学进展PROGRESS IN GEOGRAPHYV ol.32,No.5May,2013收稿日期：2013-05；修订日期：2013-05.基金项目：国家自然科学基金项目(40901011，41172168)。
作者简介：赖忠平(1968-)，男，博士，研究员，博士生导师，主要从事第四纪地质和释光年代学研究。
E-mail:zplai@683-693页1引言光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年技术是目前第四纪研究中应用最普遍也是最被认可的测年技术之一，测年范围可从几十年(Liu et al,2011)到十几万年(Lai et al,2013)，甚至达到70多万年(视样品而定)(Huntley et al,2001)。
因其测年物质是石英或长石，在绝大多数沉积物中含量丰富，所以可广泛应用；并且是对沉积物的直接测年。
相比14C 测年，光释光测年在干旱半干旱区的应用具有独特优势，Lai 等(2013)对此有初步总结，认为在这些地区14C 测年对全新世样品可靠性很好并与光释光测年有很好的一致性(Long et al,2012a;Yi et al,2012)，但年代超过2.5万年的14C 测年结果都可能因为低估需要重新评价，而光释光测年结果(年代可超过10万年)与地层、气候记录等有更好的一致性。
在碳库效应显著的地区，光释光与14C 测年相比更具有明显优越性，并可用来衡量碳库效应的程度及对碳库效应进行校正(Liu K et al,2012;Long et al,2012b)。
Lai 等(2013)系统总结光释光测年结果发现，在中国西北干旱半干旱区原来基于14C 测年认为是“氧同位素三阶段晚期代表高湖面的沉积”年代应是氧同位素五阶段。
近年来，地学研究对光释光测年的需求越来越大。
但是，不少地学同行对该技术的测年过程(包括采样方法、测试流程等)了解还不够充分，这可能导致采样不规范、测年准确性无法保证等问题，限制了该方法更广泛的应用。
第四纪沉积物的光释光测年
第四纪沉积物的光释光测年第四纪沉积物的光释光测年第四纪沉积物是指在第四纪时期经过风化和运移后，沉积在陆地和海洋中的一种沉积物，包括冰碛岩、沙石、淤泥、泥炭等。
光释光测年是一种通过测定某些物质吸收自然或人工光后释放出的能量大小，来确定该物质形成或曾经受到过辐射的年代的方法。
下面将介绍第四纪沉积物光释光测年的原理、方法和应用。
一、原理光释光测年的原理主要是利用放射性元素如铀、钍、钾等在周围环境中辐射照射下，使沉积物中的矿物质发生捕获电子。
这些捕获的电子会在被光子激发后重新回到电子的基态，从而释放出固定的能量。
这些能量的大小与光子激发的时间长短、光子的强度等相关。
通过测量物质释放的光子数和大小，可以计算出当初放射性元素辐射照射到物质时的时间，从而确定物质的年代。
二、方法第四纪沉积物的光释光测年通常采用的是石英或长石中的能量陷阱信号。
具体方法如下：1. 样品制备：在选取样品时，需要注意样品中对应的矿物质应尽可能稳定，同时需要清理掉附着在样品表面的沉积物和氧化膜等物质。
然后经过机械、化学等处理，使样品的体积尽可能均匀，表面光洁。
2. 光释光测量：将样品置于黑暗环境下，利用激光、LED等光源进行激发，然后测量样品释放的光子数和大小。
3. 数据处理：根据样品释放出来的光子数和大小，利用计算机绘制出释光剖面图。
然后通过校准样品，将温度对测年结果的影响进行校正，最后得到样品的年代数据。
三、应用1. 确定岩石风化速率：通过光释光测年，可以计算出岩石中的富含石英的矿物质受到辐射照射的时间，从而确认该岩石表面的风化速率。
2. 确定海平面变化：利用从海洋底下采集的沉积物中的石英等矿物质，可以计算海洋沉积物的年代，从而确定岩石和海洋底部过去的海平面高度。
3. 确定冰川活动历史：通过采集冰川中的石英沉积物，在确定沉积物中石英矿物质年代的基础上，就可以推断出冰川活动的历史。
总之，第四纪沉积物的光释光测年可以在许多地质研究领域中发挥重要作用，并对我们认识地球历史和未来的变化具有重要的科学意义。
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[ 1 ] DU LL ER G A T. Eqivalen t do se determ ination u sing sing le aliquo t [ J ]. N uclear T rack s and R ad iation M easu rem en ts, 1991, 18: 371—378.
4期
赖忠平等: 风成沉积石英绿光释光测年的单片技术
405
得相应的剂量水平。两者之差就是真实的等效剂量。 的可靠性, 同时也间接证实了由预热而导致的热转 移信号可忽略不计这一结论。
图 2 运用再生法单片技术测量等效剂量示意图
表 1 是 6 个样品的等效剂量测量结果, 每个样 品测得的等效剂量值从 6 到 22 个不等, 最终结果取 其均值。 其等效剂量与常规方法 (附加剂量法) 的等 效剂量有很好的一致性, 并且单片技术等效剂量的 误差均小于 3%。
[ 2 ] M EJDA HL V , BO T T ER 2J EN SON L. L um inescence dating of archaeo log ical m aterials u sing a new techn ique based on sing le aliquo t m easu rem en ts [ J ]. Q uaternary Science R e2 view s, 1994, 13: 551—554.
图 3 等效剂量与预热温度的关系
4 结论
对于沙漠黄土边界带晒退完全的样品, 在绿量变化, 可 用来对再生释光信号的感量变化进行校正。这使得基于再生 法的单片技术成为现实。 结果表明, 这一技术是沉积物年代 测定的理想手段。
致谢: 感谢第三世界科学院的部分支持及印度物理 研究所提供的仪器设备。感谢D eba B anerjee 博士在 实验过程中的建设性讨论。
摘 要: 运用再生法进行单片技术测年所面临的主要问题是感量变化。论文探讨了石英绿光释光测年中对感量变
化进行校正的方法, 然后运用单片技术对沙漠黄土边界带风成沉积沙样进行等效剂量测定。结果表明, 单片技术是
石英绿光释光测年的理想手段。
关键词: 光释光测年; 单片技术; 风成沉积物
中图分类号: P533
表 1 单片技术与常规方法 (附加剂量法) [8] 等效剂量 (ED ) 测量结果比较
实验室 单片技术的 ED 3 ED 的数目
样品编号
Gy
(所测样片数)
CHN 1Q
3. 4±0. 04
12
CHN 2Q
4. 2±0. 08
6
CHN 3Q
4. 8±0. 07
22
CHN 4Q
25. 9±0. 56
12
CHN 5Q
S toneham and S tokes[4 ]和 S tokes[5 ]研究了石英 110℃峰热释光信号与绿光释光信号的关系, 发现这 两种信号的感量变化有线性关系, 认为它们共享同 样的释光中心, 并指出这种关系可用来校正绿光释 光信号中的感量变化。 但他们只研究天然释光信号 与 110℃热释光信号的关系, 并未拓展到再生信号 的情况。M u rray and Robert s[6] 对再生绿光释光信 号与 110℃峰热释光信号的关系进行了深入的研 究。 结果发现, 110℃峰热释光信号可以用来校正再 生释光信号的感量变化。基于这一结论, 他们提出了 真正的单片技术 —— 只用一个样片或一个石英颗粒 就可以测得等效剂量。 这一方法要求对一个样片进 行多次再生释光信号测量 (再生剂量固定不变) , 并 应用外推法求等效剂量。
文献标识码: A
单片技术是光释光测年自 90 年代以来的最新 进展。 常规的释光测年方法要求制备 30 至 40 个样 片, 最后得到一个年代值。而运用单片技术则用一个 样片就可得到一个年代值。 单片技术较常规的释光 技术有许多优点: ①精确度大大提高。所有的测量都 在一个样片上进行, 因而不需要进行归一化, 且矿物 发光特性的复杂性也因其样品量的减少而大为降 低。②实验过程大为简化, 所花费的精力及仪器设备 的占用时间也相应减少。 但单片技术对仪器的自动 化程度要求很高。 制好样片后所有等效剂量测量都 可在仪器内进行, 这同时也减少了人为因素的干扰。 ③样片量大大减少。用一个样片, 甚至只用一个矿物 颗粒就可以得到等效剂量。 ④可克服在低剂量区释 光信号增长的超线性。 ⑤可对一个样品重复测得很 多的等效剂量, 从而进行重复性检验, 并通过取均值 进一步提高测年精确度; 同时也为快速沉积不均匀 晒退的沉积物, 如洪积物、冰积物等的年代测定提供 了可能性。通过测定许多单颗粒矿物的等效剂量, 可 从样品的不均匀晒退的矿物颗粒中检测出完全晒退 的矿物颗粒, 从而准确测定其沉积年代。
4. 9±0. 08
6
CHN 6Q
13. 1±0. 26
6
3 其误差是 ED 相对于均值的标准差。
常规方法
的 ED Gy
3. 0±0. 13 3. 9±0. 31 4. 4±0. 18 24. 5±3. 40 4. 4±0. 27 11. 9±0. 30
3 预热温度坪
在等效剂量测量过程中选择合适的预热条件是 一个重要环节[11]。我们选样品 CHN 3Q 进行预热实 验以查明不同预热温度对等效剂量的影响。 选择预 热温度从 160℃～ 300℃不等, 每隔 20℃取一温度 点, 预热时间为 10 s。应用以上所阐述的单片技术测 量等效剂量, 每个温度点取 3 个样片, 等效剂量取其 均值。图 3 所示的等效剂量与预热温度的关系显示, 等效剂量在低温区呈现轻微地上升。 这可能是由于 预热逐渐排空再生剂量所诱发的不稳定信号所致。 但从 180℃～ 280℃, 等效剂量出现一个坪区, 说明 了等效剂量测量中所采用的预热条件 (220℃, 10 s)
单片技术最早由D u ller[1]于 1991 年提出。运用 再生法和附加剂量法, D u ller 进行了红外释光的单 片技术测年研究。结果表明, 基于附加剂量法的单片 技术是红外释光测年的理想手段, 而基于再生法的 单片技术则由于感量变化而被他否定。 为消除感量
变化的影响,M ejdah l and Bo t ter2J en son [2]提出了再 生法与辐加剂量法联合运用的单片技术—— 再生 附加法。运用这一技术, 他们进行的红外释光测年取 得了理想的结果。M u rray[3]将这一方法运用于沉积 物石英的绿光释光测年。 但实际上这一方法至少需 要两个样片。
1 样品及实验条件
6 个全新世风成沙样采自沙漠黄土边界带的太 平川剖面。 剖面位于吉林省长林县太平川镇 (123° 10′E, 44°45′N )。 有关其沉积环境及常规释光方法 (附加剂量法) 测年过程及结果参见L a i 等[8]。 经过 样品前处理后, 提取出 125～ 150 Λm 的石英颗粒, 其纯度通过红外光源进行探测[ 9 ]。
2 再生释光循环中的感量变化及校正
再生释光法的主要困难在于感量变化。 只有在 感量变化得到校正后才能测得可靠的年代值。最初, 基于再生法的单片技术由于感量变化而被D u ller[1] 否定。为了检测再生循环中的感量变化, 并寻求校正 感量变化的方法, 我们取样品 CHN 3Q (等效剂量为 4. 4 Gy) 进行了以下实验。
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中 国 沙 漠 19 卷
转移信号可忽略不计。 本文中所提出等效剂量的测量方法融合了以上
两种技术。 等效剂量通过多次再生释光信号的测量 后应用内插法取得, 且再生剂量各不相同。再生过程 中的感量变化则通过试验剂量的光释光信号来校 正。其优点是对于年轻样品 (等效剂量在线性增长区 以内) 可检测出热转移信号的强度, 并对热转移信号 对等效剂量的贡献进行校正。
M u rray and M ejdah l 提出了一种简化的再生 法单片技术[ 7 ]。将再生释光信号的测量减少到一次, 其感量变化的校正是通过一试验剂量所诱发的光释 光信号来进行, 而非 110℃峰热释光信号。但这一方 法的应用有一个严格的限制条件, 那就是样品的热
Ξ 收稿日期: 1999207201; 改回日期: 1999209215 基金项目: 中国科学院资源环境重大项目 (KZ9512A 12402) ; 国家自然科学基金重大项目 (49894170) 作者简介: 赖忠平 (1969—) , 男 (汉族) , 江西安远县人, 硕士, 助研。 现从事第四纪地质及全球变化研究, 侧重于释光年代学研究。
实验步骤: 对天然样片预热 (220℃, 10 s) ; 长打 100 s 测量天然光释光信号, 这可将信号晒退至本底 水平; 给一试验剂量 (1. 98 Gy) , 测量 110℃峰热释 光信号 (加热至 160℃) , 再测量光释光信号 (100 s) ; 给一个再生剂量 4. 62 Gy, 然后把样片当天然样片 处理, 重复以上步骤 6 次。所有的光释光信号的测量 都在 125℃进行, 这是为了在光释光信号的测量中 排除 110℃与 325℃峰 热 释 光 信 号 的 循 环。 因 为 110℃峰热释光信号与 325℃峰热释光信号共享相 同的释光中心。而 99% 以上的石英绿光释光信号来 自 325℃峰热释光信号的陷阱[10 ]。 图 1 所示的是 6 次循环中所测得的再生剂量的 光释光信号。小方块代表的是试验剂量的信号, 它反 映的是样品前一次再生剂量时的感量。 小棱形是天
赖忠平1, 2, 周杰1, 卢演俦1, A. K. Singhvi2
(1. 中国科学院 黄土与第四纪地质国家重点实验室, 陕西 西安 710054; 2. Ea rth Science D ivision,
Physica l R esea rch L abo ra to ry, A hm edabad 380009, India)
所有的释光测量都在 R ISO TL O SL - DA 15 仪器上进行。绿光释光信号通过 EM I 9635QA 光 电倍增管检测, 虑光片为一片B G239 和 2 片 U 2340 组合。 激发光源的波长为 420～ 550 nm。