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柴达木盆地现代新月形沙丘的光释光测年

【摘要】:柴达木盆地位于青藏高原东北边缘,气候干旱少雨,盆地内部有大量的风成沉积,各种类型的沙丘广泛分布其中。新月形沙丘是沙丘的基本形态之一,早期学者对其形态、移动特征和成因等研究的较多,也得到了较一致的结论,但是对其年代学的研究极少。新月形沙丘根据其形态大小不同,形成的时间长短也不同,通常来说,体型较大的沙丘年代较老,而小沙丘较年轻,且移动较快,但总体来说,新月形沙丘年代往往不超过一百年。目前的测年方法往往针对的年代尺度较大,14C测年则主要针对1950年以前至50ka范围内的有机物的测年,只有光释光(Optically Stimulated Luminescence,OSL)测年在百年尺度范围内表现出优越性。本文利用OSL测年的单片再生剂量法(Single Aliquot Regeneration,SAR)对柴达木盆地现代新月形沙丘进行了年代学研究。在实验过程中,作者发现该地区的大部分样品石英信号都很弱,这会导致误差较大,不适合年轻样品的测年。为了解决这一问题,本文分离出样品中的钾长石矿物,利用50℃红外(IR)激发后180℃高温红外激发的两步红外(pIRIR)激发的方法进行测年。同时利用近十多年来的谷歌遥感影像对采样沙丘进行监测,并据此计算沙丘年代,以此来验证OSL年代的准确性。本文得到的几点结论如下:(1)钾长石由于信号较强,更适合于年轻样品的测年。普通IRSL和pIRIR测试方法都可以用来测试年轻样品,二者的区别的是:10年之内的样品,二者年代都较接近。50年左右的样品,普通IRSL会有衰退现象,且随着年代增长,衰退现象越明显,需要再进行一组衰退校正实验。而pIRIR由于进行了两次红外激发,第二次激发得到的信号几乎不再衰减,年代与沙丘真实年代较接近。因此针对长石的180℃下pIRIR激发更适合于年轻样品的测年。(2)通过遥感影像的监测,可以看到沙丘十多年来的移动情况。体型较大的沙丘移动速度缓慢,而小沙丘移动明显。通过图上测量沙丘移动距离、沙丘长度等信息,可以计算出沙丘前缘的真实年代,并以此为标尺,检验释光年代的准确性。本文中4个DCD新月形沙丘最前缘的RS年代分别为55.4a、59.1a、7.3a和9.5a,OSL的50℃IR年代分别为45±7a、48±5a、7±2a和7±2a,180℃pIRIR年代分别为63±8a、66±11a、10±3a、7±3a,总体来说,pIRIR年代更接近沙丘的真实年代。本文解决了年轻风沙地貌的测年问题,与RS影像的对比分析,说明测年结果准确可靠。本文针对长石的IR测年以及pIRIR测年也可为其在年轻样品上的应用奠定基础。

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