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恒山北麓晚第四纪地貌及相关沉积物光释光定年

【摘要】:恒山北麓地区晚第四纪地貌类型主要为冲-洪积台地、河流-冲沟阶地及同期冲-洪积扇,因此,晚第四纪沉积物类型主要为冲-洪积物。只要找到适合冲-洪积物类型沉积物的测年方法,就能获得该地区晚第四纪地貌相关沉积物的年龄。光释光测年的前提是样品在沉积埋藏之前经历充分的光晒退,而光晒退过程与沉积物沉积环境和沉积过程密切相关。本文选择连续的冲-洪积台地剖面进行粒度分析获得该地区冲-洪积物主要为粉砂和细砂,沉积环境和沉积过程不稳定,波动较大,剖面沉积物可能存在不均匀晒退导致部分层位样品不适合光释光测年。 针对冲-洪积物是否适合光释光测年的问题,本文开展一系列试验。选择恒山北麓地区发育古土壤的河流-冲沟阶地和冲-洪积扇系统采集样品,通过对代表性样品前处理、释光特性研究、预热坪试验,得到以下认识:经氟硅酸溶蚀三天后,长石基本溶蚀干净,也不含长石包裹体,石英的纯度完全满足光释光测年的要求。光释光信号以快速组分为主,符合单片再生法(SAR)和简单多片再生法(SMAR)测量的前提条件。并且得到本文样品光释光测年方法合适的预热条件:天然和再生剂量的预热温度为240℃,预热时间10s;试验剂量的预热温度为200℃,预热时间10s。通过对代表性样品细颗粒石英SMAR/SAR流程和中颗粒石英SAR流程中循环比率、回授率和剂量恢复检验,表明本文样品采用的等效剂量测试条件和流程合适,能有效校正测量过程中释光信号感量变化。 对几个河流-冲沟阶地和冲-洪积扇样品采用细颗粒石英SMAR/SAR法、中颗粒石英SAR法测年,并以AMS14C年龄为控制年龄,获得结论:石英光释光信号很容易归零,即使冲-洪积物沉积过程和沉积环境复杂,多数冲-洪积物的光释光信号在沉积埋藏前还是能够晒退到可忽略的水平,即使个别晒退不充分的样品,也可以利用中颗粒石英SAR流程累积频率法获得相对可靠的年龄,冲-洪积物是适合光释光测年的。 利用光释光方法和AMS14C方法对恒山北麓地区晚第四纪不同地貌面相关沉积物定年,获得该地区晚第四纪4级地貌面(T3、T2、T1、T0)相关沉积物的年龄分别为:30~40ka、5~8ka、2~4ka和2ka以来。

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