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珠江三角洲中北部地区晚更新世以来沉积物光释光测年及

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珠江三角洲 中北部 地区 更新世 以来 沉积物 光释光测年
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中山大学硕士学位论文珠江三角洲中北部地区晚更新世以来沉积物光释光测年及沉积旋回划分姓名:胡文烨申请学位级别:硕士专业:构造地质学指导教师:陈国能20100608珠江三角洲中北部地区晚更新世以来沉积物光释光测年及沉积旋回划分专业:构造地质学硕士生:胡文烨导师:陈国能教授摘要珠江三角洲是由东江、西江、北江、潭江和流溪河一珠江等三角洲复合而成,第四系沉积发育,分布广泛。第四纪沉积物年代研究有重要意义,它是区域地层对比划分主要依据,是研究本地海平面变化、沉积一古地理、古气候变化,恢复珠江三角洲的形成演化的时标。此外,它亦是确定基底断裂活年代,进行区域地壳稳定性评价的重要根据。本文在前人研究的基础上,通过对西淋岗、石楼和眉山三条完整的第四系剖面详细野外调研及系统的采样测年,结合沉积环境特征综合研究结果,进行珠江三角洲地区第四系地层对比和沉积阶段划分,在综合考虑海平面变化和构造活动影响,探讨珠江三角洲中北部地区沉积古地理及断裂活动性。通过上述研究,本文获得了以下几点认识:(1) 珠江三角洲地区(古劳一广州一线以南)第四系最老的光释光年代为57.63±3.41盖于巨厚的红壤风化壳之上,表明本区经历较长时间的风化剥蚀,约在60成断陷区才开始接受沉积;(2) 珠江三角洲地区晚更新世以来经历四个沉积阶段:前三角洲阶段(>40.P)、老三角洲阶段(40".P)、后三角洲阶段(20".P)和新三角洲(全新世)阶段;(3) 珠江三角洲地区晚更新世第一次海侵时间约35.P,形成本地区老三角洲阶段沉积。西淋岗、石楼和眉山地区出露的年数据和沉积旋回上相互验证,本区上更新统海侵时间对应于4) 西淋岗、眉山地区Q。层光释光年代在15一有粒度极细的黄色或黄褐色的粉质粘土或粘土,证实本区此时处于玉木冰期最盛期,Q.,。层为干旱寒冷环境形成,具“气候层’’标志性意义;(5) 研究区的断裂活动开始于距今60,要活动断裂有白坭一沙湾断裂和广从断裂南段,控制着古珠江河道走向;南岗太平断裂石楼以南段控制着古东江的河道;(6) 50地块发生突变升降运动为主。第一次距今约40西淋岗第四系错的5.5m,形成角度不整合;第二次距今约20古珠江(西淋岗)和古东江(石楼)河底沉积物,被抬升到距现代海平面8~12生自南向北的倾斜,古珠江流向由南往北变成由西往东。关键词:珠江三角洲、第四纪沉积物、光释光测年、沉积旋回of is in he of is of n of is to to in in 、at of Ⅳ7.63 4 1 ka on of to of 0ka a 、40.P),0.P),_0" 0 .P)3、in at 22.P,36 at of in 3。or 5~1 9 .P at 11e Q3。is a in 、in to 00ka of in 、in of 011e 0ka 38 in as a .5m,an 33 36.as 0ka he ~1 2m to of at as to ey 呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:嘲气喈.o 学位论文使用授权声明本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复印、缩印或其他方法保留学位论文。学位论文作者签名:以冬岬c}日新签名:恭垴融日期:2选题意义及依据珠江三角洲地处东南沿海,为我国重要的经济高速发展地区之一。广州作为珠江三角洲经济发展的龙头,亦是广东省政治、经济、科技、文化中心,近20年来国民经济以平均14%的速度高速发展。经济迅速发展,城市化进程加快,促使城市向周边地区辐射发展,从2000年开始,广州提出。东进、西联、南拓、北优、中调”的十字城市发展战略规划方针。番禺作为“南拓一发展的重要地区,同渐发展成为整个广州的交通枢纽、文教重地和居住聚集区;“西联"加快了广佛“同城化、一体化”的发展步伐,十字发展战略方针推进珠江三角洲地区区域经济一体化。珠江三角洲是由东江、西江、北江、潭江和流溪河一珠江等三角洲复合而成,第四纪沉积发育,分布广泛,平均厚达25.1米(黄镇国等,1982).第四纪沉积物年代学问题是珠江三角洲第四系研究的热点(李平日等,1982,1990;梁致荣等,1991;方国祥等,1991),它是确定珠江三角洲的形成年代、第四纪地层对比划分主要依据,也是研究本地区海平面变化、沉积一古地理、古气候及珠江三角洲的形成发展演化的时标。此外,它亦是确定基底断裂活年代,评价区域稳定性研究的关键(张虎男等,1983,1990;陈国能等,1994,2009)。珠江三角洲地区第四系年代研究,前人已经做了大量的工作,由于测年方法局限、沉积环境的复杂等因素影响,对于珠江三角洲地区下旋回上更新统的年代存在较大争议,有学者认为该年代下界在3"万年,属于玉昆等,1981;黄镇国等,1982;李平同等,1982;沈承德等,1985;陈国能等,1994),亦有学者认为其年代范围应在13.2~14.2万年之间(et 991,1999,2008;et 009)属于体那种说法更可靠?这有待进一步研究。本系在校985项目支持下,引进美国100型2007年开始重建释光实验室,为研究珠江三角地区第四系沉积年代提供了良好的设备条件。本论文以近几年《广州市城市地质调查》(2005《佛山市城市地质调查》(2007-?)两个项目开展过程中在珠江三角洲中北部佛山陈村西淋岗、番禺石楼、眉山地区最新发现的较完整第四纪剖面做为主要研究对象,通过详细的野外调查和系统的光释光采样测年,并结合前人钻孔资料及铡年数据,对珠江三角北部地区沉积物进行年代学研究,在确定年代基础之上进行地层对比及沉积旋回划分,并恢复本地区沉积古地理演化历史。这不仅对珠江三角洲地区形成、发展、演化等理论问题研究具有重要的学术意义,而且对广州乃至整个珠江三角洲地区的城市规划与建设.区域稳定性评价等方面也有重要的实用价值和社会意义。本文主要研究范围位于珠江三角洲中北部(图卜1),主要包括广州市中心城区、白云区、番禺北部以及佛山市东北部地区。东至广州白云太和、番禺的石楼等地,西至佛山南海江高、顺德陈村北部区域,地理坐标范围是7’~23。7 7 ’~1”” r/尹参-'p。。酸镳 ≯.>≥ 隧 +/一抖(您≯ 。》 “ E■№11,“ 11p 、一。%*日#1.2研究进展凹卜.1珠江三角洲第四纪沉积物的年代学研究70年代以前,由于缺乏沉积物绝对年代数据,不少学者只能间接地推断珠江三角洲第四纪沉积物形成年代。钟柏松等(1958)按平原向海伸展的平均速度来推算,认为沉积物为近2000年来冲积而成;中山大学地理系河口研究组(1979)根据珠江二角洲地区发掘的新石器遗址以及西汉至唐宋的文物等考古资料。认为本地区第四系沉积物年代大于40年代后,大量钻孔揭示珠江三角洲沉积物岩性上可分为三部分,下部为河流相的砂砾层,中部为浅海相的砂及淤泥,上部为海陆混合的砂质粘土,考虑末次冰期之后海侵上升因素,吴文中等(1975)认为下部沉积物上限在6000年以前,曾昭璇(1977)则认为下部沉积层形成于全新世初期,距今l~1.2万年,珠江三角洲第四纪沉积物年代为全新世,甚至前推到晚更新世末期,黄玉昆等(1983)也同样认为珠江三角洲存在上晚更新统,甚至不排除有可能存在中更新统的沉积。七十年代之后珠江三角洲沉积物的14这些测年样品属于浅层沉积物,年代均小于5千年。直到80年代初,李平日等(1982)对珠江三角洲沉积物进行14老的年代为37000±1480年(东莞石排下沙且有数十个¨实珠江三角洲年代属晚更新世中期(年代未见大于4万年。80年代末90年代初,随着热释光测年技术成熟,并开始应用于珠江三角洲沉积物的测年,冯炎基等(1990)从年代学角度进行珠江三角洲沉积物研究,测得中山横栏德沙洛孔热释光年代为46205±4620年和42295±4230年。方国祥等(1991)采用热释光、14括珠江三角洲北部和广花平原)沉积物较为完整测年,从年代学角度研究广州地区中更新世以来沉积环境演化,在番禺茭塘第四纪沉积测得热释光年代42570±80年。陈国能等(1994)曾在黄阁南侧山脚一级阶地上发现了一层厚3,-.一5砂层的热释光年龄为53.80±4.明珠江三角洲古老一广州一线以南的第四系下限可能超过了4万年。新世纪以来,随着对珠江三角洲第四纪沉积研究深入,沉积物年代数据大量增加,光释光年代数据开始零星出现,如广东省地震局(2008)在化龙2号孔底部含砾粗砂层测得光释光年龄为43.750±2.39积物光释光测年数据被普遍认为较为可靠。目前,珠江角洲第四系沉积的年代数据已经达数百个,除了古劳一广州一线以北外,均小于6万年,珠江三角洲最早沉积为晚更新世中期。1.2.2珠江三角洲第四纪地层研究进展关于珠江三角洲第四纪地层研究,前人根据当时所掌握的资料进行划分,随着对本区第四纪地层研究的深入,划分越来越详细(表1南海海洋研究所海洋地质研究室(1978)将珠江三角洲第四纪地层划分为三组,下部为礼乐组,该组下段为砂砾层不整合于基岩风化壳之上,上段为含蚝壳粉砂质淤泥;礼乐组顶部杂色粘土层单独划为礼乐风化层,由于缺乏年代数据,误将风化层时代定为中全新世;上部称为桂洲组,以含蚝壳淤泥、粉细砂为主。赵焕庭等(1980)、中国科学院《中国自然地理》编辑委员会(1980)以及中山大学地理系河口研究组(1977)均对珠江三角洲第四纪地层进行划分,但由于缺乏沉积物实测年代数据和沉积相系统分析,沉积物时代定位全新世或略早。表1佛山市城市地质调查报告2007)地质 l:25万广州市年代 l:5万广州市等 (2001)、江门市幅区南海海 黄镇困 海洋地质洋研究 李、究所 六幅区调 广东省岩石地层 调(2003)、1:5万顺德(省区调队(1996) 市、番禺县幅区调世 期 所(1978) (1982 1987 1989) (2006)佛山市城市地质调查(2007)伞 晚 灯笼沙组 灯笼沙组 桂 灯笼沙组 灯笼沙段桂桂 桂万顷沙组 万顷沙段 洲 万顷沙段 万顷沙段新 洲 洲 洲中东升层组 组横栏组 群 横栏组世 横栏组组 横栏段单 杏坛组 杏坛组 杏坛段礼 /风化层 三角组 三角组 三角组 三角 /更 民 礼器/晚 礼乐 /西南两南组 众 两南组 西南镇组 乐 / 镇段新 乐世组 杠排组组 群 组石排组 石排组 石排段由 [|坭组 白坭组 白坭组黄镇国(1982,1985)、李平日(1984)等根据¨立以年代地层为主的划分方案,自下而上划分为6组;石排组(Q:,2_1)、西南组(Q。2.2)、三角组(Q3:l~Q。1)、横栏组(万倾沙组(0 2-,)和灯笼沙组(石排组(Q。2珠江三角洲地区最老沉积物,不整合于基岩性以以砂、砂砾层为主的堆积层,代表古河流沉积;4西南组(行不整合覆于石排段或超覆于基岩风化壳之上,岩性主要为海相的深灰一灰黑色粘土、淤泥、粘土质粉(细)砂等组成,局部地方夹蚝壳层,代表角洲沉积下部的海进:三角组(41)岩性为花斑状粘土或砂砾层及中粗砂层,富含铁质氧化物及结核,为河流相沉积,代表低海面时期;横栏组()平行不整合于花斑状粘土及砂砾层之上,岩性为深灰色淤泥或淤泥质粉砂,含贝壳(或蚝壳层),以海相沉积为主,亦见河流相,代表海侵时期;万倾沙组(瓴2‘2)平行不整合于横栏组(淤泥层)或其风化层之上的沉积,岩性以灰黄色中细砂、砂砾、浅风化粘土或含砾砂质淤泥,以河流相沉积为主,为陆相与海相沉积并存的地层,为局部海退时期;灯笼沙组(行不整合于万倾沙组之上,岩性为深灰色粉砂质淤泥及粉砂质粘土,富含贝壳(或蚝壳),为河海混合相沉积。此划分方案建立珠江三角洲年代地层框架,成为本地区地层对比重要依据。蓝先洪等(1991)根据岩性、粒度矿物、生物、地球化学资料及中山民众村22孔剖面划分为上更新统和全新统两组,中间以清晰的风化剥蚀面为界,两组又均可三分,上更新统进一划分如2~、新统下进一步Q。3亦可与黄镇国(1982)划分先对应。广东省地矿局(1996)及l:25万广州市幅、1:25万江门市幅区调查(2002)中则按照岩石地层为主对珠三角地区进行地层划分(表1对全新统划分更为详细,如广东省地矿局弋1996)把不整合覆于晚更新世地层之上、岩性主要为灰色、浅黄一灰白色含砾粗砂、中或细砂层,浅狄色淤泥质粗、中、细砂层,为全新世海进前期的一套河流相沉积,单独划为杏坛组;以岩石地层为主的多重地层划分比较深入,基本上反映了区内第四纪地层的总体发育特征。珠江三角洲第四纪地层大体划分为上更新统和全新统,上更新统又可分为和龟3三套,而全新统不同地区划分可存在差异。1.2.3珠江三角洲第四纪沉积旋回研究进展关于珠江三角洲第四纪的沉积相和沉积旋回研究方面,有将珠江三角洲第四系划分为三个沉积旋回(黄镇国等,1982),认为自晚更新世以来发生过3次海侵,亦有认为珠江三角洲晚更新世以来只发生2次海侵,只有2个沉积韵律或沉积旋回(龙云作等,1985、1990;袁家义等,1988;陈国能等,1994;蓝先洪,1991;et 002)。根据最近的第四系沉积物钻孔磁化率对比研究表明,5珠江三角洲晚更新世以来具有两个沉积旋回,旋回回个沉积旋回中又存在次一级的沉积旋回,代表着次级的海平面波动。旋回晚更新世的沉积序列中,至少包含5次可明显识别的次级海平面波动;旋回全新世海平面上升到下降的沉积过程,至少包含了5次次级的海平面波动过程(佛山市城市地质调查报告,2007)。次级海平面波动、古气候变化、古沉积地貌差异、断块构造运动等因素的影响,是引起沉积旋回划分出现分歧的主要原因。1.3存在问题目前,珠江三角洲沉积年代数据已达数百个,为珠三角沉积物研究提供丰富年代学依据,第四纪地层及沉积旋回划分研究取得了一定的进展,但仍然存在以下问题:(1)珠江三角洲地区下旋回(上更新统)的14往沉积物年代测量主要采用传统14方法适用于全新世以来的沉积物测年,但对于全新世之前沉积物年代的存在偏年轻嫌疑(et 991,1999),有必要用新方测年法及多种方法相互验证,进一步确定上更新统最老年龄;(2)前人对第四纪沉积物测年,除了要是热释光法,该方法往往受“残余热释光剂量"影响,测年结果偏差较大,有必要选取更适合测年方法来定年;(3)前人第四纪沉积物的测年样品主要采自钻孔岩芯,钻探取芯对测样扰动往往影响测年结果,特别是释光样品,钻探过程中岩芯套管和土层摩擦产生高温足于使释光信号提前释放,严重干扰甚至破外测试样品;(4)珠江三角洲处于海陆过渡地带,兼有内陆河谷和三角洲平原沉积层,横、纵向相变迅速,地层对比和划分较为复杂,前人对地层研究主要是以沉降区的钻孔剖面之间对比和划分,缺乏与同期内陆相河谷沉积对比研究;(5)前人主要根据地貌地层、沉积相来进行钻孔剖面之间地层对比和划分,而最初沉积基底地貌差异引起沉积相差异、断块差异升降导致对比层位改变,严重影响着地层对比和划分结果;珠江三角洲地区第四系研究存在问题归根到底还是沉积年代问题,可靠的年代框架是解决这些问题的关键。61.4论文研究思路关于珠江三角洲第四系研究,前人已经做大量工作,从年代学、沉积学、微古生物、考古学等方面对第四纪沉积物较为详细、系统的调查研究,已获得数百个年代数据以及粒度、微量元素、孢粉等反映沉积相、古气候的大量分析指标,建立数个标准第四系剖面,并进行了地层对比和沉积旋回划分,取得了丰硕研究成果。本论文在前人研究的基础之上,结合在西淋岗、石楼、眉山地区最新发现第四系剖面出露特征,对研究地区第四系进行以下几方面的研究:(1)对西淋岗、番禺石楼和眉山地区出露三条第四系剖面进行详细野外调查研究,从沉积成分、厚度、产状及相互接触关系、沉积韵律变化等方面详细观察和描述;(2)在西淋岗、番禺石楼和眉山三条剖面地层出露完整的位置上系统采集光释光样品,测样采取过程严格按照测试方法要求自下而上连续取样,样品测试于中山大学地球科学系释光实验室完成;(3)在所测的年代结果基础上,结合野外观察沉积环境特征,选取对比标志层,进行三条第四系剖面地层对比和沉积阶段划分,建立三条剖面第四系沉积年代和地层框架;(4)根据三条剖面的沉积环境特征和测年数据,结合前人在珠三角地区测年、沉积相、海平面升降、古气候变化等研究,进行区域地层对比,初步划分研究区沉积阶段;(5)根据西淋岗、番禺石楼地层产状、厚度特征,结合珠三角地区第四系的空间分布、三角洲内基底断裂展布及其活动性,探讨珠三角中北部地区沉积古地理和断裂活动。1.5论文的创新点(1)在西淋岗、番禺石楼、眉山地区由于开山取土、采石等原因揭露了三条第四系剖面,如此完整的上更新统剖面在珠江三角洲地区尚属首次,为珠江三角洲地区第四纪地层对比、划分、断裂活动性等方面研究提供了不可多得的素材;(2)对西淋岗、番禺石楼、眉山三条第四系剖面进行了系统的取样和光释光年代测定,与以往04释光测年法相比,测年方法上更可靠,且同一剖面自上而下连续系统采样测试,进一步增加测年结果的可信度;7(3)根据西淋岗、番禺石楼、眉山条剖面测年结果,确定了珠江三角洲地区上更新统年代的下限不超过6万年(眉山最老光释光年龄:57.63±3.41(4)建立珠三角地区上更新统陆相三套沉积的年代框架,将珠三角地区地区晚更新世以来沉积旋回划分为前三角洲阶段(>40.P)、老三角洲阶段(40"-"20.P)、后三角洲阶段(20~.P)和新三角洲阶段(全新世)。1.6论文完成工作量本次研究依托导师主持的《广州市主要断裂活动性及区域稳定性研究》和《佛山市主要断裂活动性及区域稳定性研究》项目,本人与项目组成员曾多次到野外调查研究,针对西淋岗、石楼和眉山三条第四系剖面开展详细调研和采样测年,此外,还对三条第四系剖面相关的断裂特征及活动性进行研究,室外及室内完成的工作量如表11位 工作量 执行者野外调查 天 50 作者与项目组剖面测量及观测 作者与项目组样品测年 个 25 本系实验室粒度分析样品 个 50 作者与项目组相关断裂点调研 个 20 作者与项目组野外地质照片 张 250 作者与项目组图件清绘及数据处理 天 90 作者8第2章释光测年原理及技术2.1第四纪沉积物的测年方法自上世纪50年代初期同位素地质年代测定的出现,结束了以往依靠生物、岩石、气候、地层和地貌等标志建立相对时标的时代,进入了绝对年代时代(“同位素地质年代")。近半个世纪以来,随着物理、化学、微电子及计算机等高新技术的发展,各种第四纪沉物年代测定方法和手段相继建立、发展和完善(表2广泛应用于第四纪沉积物定年。表2陈文寄等,1991,1999)曹伯勋,1995)方法名称 测定物质 测年范围14C 木炭、贝壳、淤泥、有机质土壤、骨头等 102~5×104热释光(石英、长石、方解石、陶片、烘烤层、砂土等 102~106石英、长石、方解石、陶片、烘烤层、黄土、砂土、光释光(102~106第四系沉积物等古地磁 地层较连续黄土、湖海相沉积物等 103.,106电子白旋 贝壳、珊瑚、土壤、钙质层、钟乳石、泉华、骨化103~106共振(石、石英、长石等K.石、闪石、海绿石、其它含钾矿物等 104~109呐吣≯吣铀系法(U) 钟乳石、钙结核、骨头、年轻火山岩等 103~4×106裂变径迹(灰石、锆石、云母、榍石、玻璃等 102~109孢子种含孢粉沉积物等 4的主要测量对象是含碳物质,如地层中各种生物残体(木头泥炭)、生物碳酸盐、各种含碳沉积物、土壤、冰和水中的二氧化碳以及某些含碳的古文物,¨02~5×104用于晚更新世以来第四系测年。近20发展起来的测年法,具有样品需求少、易于分组分、测量功效高的特点,为高9分辫率研究提供了可能,提高了测年灵敏度。14般不大于5万年)、采样难(不适用于非含碳样品)和样品较易被污染缺点(表2表2—2现代碳污染对样品真实年龄的影响(据ol 966)样品真实年龄 现代碳污染对样品真实年龄的影响(a) 现代含碳量1% 5% 20% 50%5000 4950 4650 3700 210010000 9800 9000 6800 360020000 19100 16500 10600 500030000 27200 21000 12200 5400100000 37000释光测年亦是第四纪沉积物测年重要方法,根据激发源划分为热释光(光释光(种,释光(要测量样品受过热事件或光晒退事件的石英、长石、方解石、陶片、烘烤层、黄土、砂土等,测年范围从几百年至十几万年,2006)采用光测年范围更长,测试样品较容易取得。对于第四纪沉积物测年方面,热释光测量的样品最后一次经过曝光晒退至今年代,由于光照温度可能不足于使沉积热释光信号完全“置零"而存在残余光信号,引起热释光(测得年代往往偏老,而光释光(,对应光晒退作用较为灵敏,可以不考虑残留得沉积物年代相对可靠(卢演俦,1990)。2.2释光测年释光测年方法萌芽于上世纪50年代末以前,早期以热释光技术(980; J,1985)发展应用为主,直至80年代中期光晒退现象发现,光释光技术开始诞生并迅速发展(et 985; J,1998),测量技术亦从早期的多片技术到目前单片技术( A T.,1991;S,1998),测量过程比以前更加简单,精度上有了较大提高。光释光法弥补了热释光法在第四系沉积测年中不足,提高第四纪沉积物释光年代的精度和可靠性,逐渐被广泛应用于沉积定年。2.2.1释光测年基本原理释光是矿物晶体接受核辐射作用积蓄起来的能量在受到热或光激发时,以光的形式释放出来的一种物理现象。释光测年依据晶体的释光量与它所接受的辐射10剂量成函数关系,而辐射剂量又与时间成正比关系,若每年晶体接受周围环境辐射剂量为常数既年剂量率(通过晶体总释光量和接受环境总辐射剂量函数关系可求得晶体所累积的总辐射剂量,相当于实验室所测的等效剂量(则晶体从开始接受辐射至今的年代(t)为:t=量基本原理主要是通过人工给样品施加一定辐射剂量并测定相应的释光强度,根据测得数据进行函数的拟合获取样品释光信号对辐射剂量的响应规律来求得。从使用的测片数量可分为多片技术法和单片技术法,最早采用多片技术法归纳为5种方法,即附加剂量法、部分晒退法、残留释光法、再生释光法和澳大利亚滑移法,单片技术法由测量精确度、工作效率较高,可重复性检验而迅速发展,单片再生法成为普遍采用的释光测年技术( S et 998:et 000)。年剂量率是样品本身和周围环境每年提供给样品的辐射剂量总和,通过测量样品和周围放射性周期长的铀、钍、钾的各个元素含量,再根据环境中铀、钍、钾与样品矿物接收的辐射剂量之间的转换关系求得,同时对宇宙射线、含水量、取样深度等影响因素进行校正(王同利,2006;卢演俦,1990)。根据以上公式可知,用于释光测年的矿物必须满足以下基本条件:(1)被测矿物在沉积埋藏时己曝光或经历热事件,起到“置零”作用;(2)被测矿物的释光信号具有很好的热稳定性,即在常温下不发生衰减;(3)被测矿物埋藏后处于恒定的环境辐射场中,其接受的环境剂量率为常数。2.2.2样品采取样品采取过程中以避光为原则,减少对土样扰动及污染。在研究对象确定取样位置之后,先将表面曝光土层剥去(厚度约30在新鲜出露面上,用橡胶锤将铅筒敲入采取土层,刨开铅筒周围土层以便取出装满土样的铅筒,及时用锡箔纸包裹样品避光,尤其注意铅筒两端(用橡皮筋、胶布固定锡箔纸);接着将包好锡箔纸置入密封袋中,防止水分散失,最后将样品放入黑色塑料袋内,确保避光,同时做好样品记录(样品位置、编号、岩性及四周环境)。采样层位选取除了要符合测年实验要求,还有要保证所采土样满足实际研究内容需要。所采土层必须有代表性,尽量选择层理发育、分选较好、颗粒大小均匀位置,这表明沉积物经历较长的搬运、分选及充分爆光晒退,减少残余剂量对测年结果影响。2.2.3样品处理和细颗粒样片制备本次样品光释光测量使用细颗粒石英单片再生法,现在简要介绍样品处理和细颗粒样片制备过程。样品的处理、制备以及测量过程均在暗室进行,将野外采取的样品外表和两端曝光部分削去,选取部分做含水量和U、含量测定。选取样品内芯部分做化学处理,提取符合测试的高纯度、细颗粒的石英粒组,首先用15%的浓盐酸浸泡样品至无气泡产生为止,去除碳酸盐物质;将残液倒出,用清水清洗样品后,接着用30%双氧水浸泡至无气泡产生,去除样品中的有机质;倒出残液清洗样品后,再用解样品中的无机杂质。在清除样品杂质干净后,进入细颗粒提取阶段,根据净水沉积原理分选出4~11 u 品首先经过超声波震荡一小时,在颗粒打散分离后即时转移至量筒内,加水至距量筒内底20匀后静置半小时,即可分选出小于11 u 将细颗粒样品加水至掉顶部含有小于4u 底部大于4|I 至项部溶液澄清,即分选得到4~1l 11 品再用丙酮清洗去除其中残余有机杂质后并烘干,用氟硅酸溶蚀3天去除长石矿物(以塑料烧杯盛装样品)。经刻蚀后的样品再依次用清水、稀盐酸、丙酮溶液清洗,即可提取出粒径为4" ll 后,将石英颗粒均匀沉淀在直径成细粒石英测片,每个测片约含.2.4实验设备及测试状态等效剂量测量:使用的仪器为测片光/热释光测量仪。释光测试以蓝绿光(470红外光(880±60 激发光源,用光信号通过测,辐照源为帅试过程中仪器状态设置:试验剂量下的预热温度220℃,持续加热然释光和模拟再生剂量下的预热温度为260℃,加热温下辐照,125℃温度下释光测试。具
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本文标题:珠江三角洲中北部地区晚更新世以来沉积物光释光测年及
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