宇宙成因核素埋藏年龄测定及其在地球科学中的应用

原地生成宇宙成因核素埋藏测年方法,在晚新生代沉积物尤其是陆相碎屑沉积物测年上具有广泛的应用前景。在同一岩石或矿物中的宇宙成因核素对,例如26Al和10Be在地表的生成速率比值是固定的,不受纬度和海拔的影响,但是这一核素对分别具有不同的半衰期。在地表经历了暴露的沉积物被埋藏后,该比值会随着时间而降低,因此具有不同的半衰期的核素对(例如26Al/10Be)可以作为一种地质时钟,测年范围在几十万a至5Ma。文中简要介绍了目前常用的4种方法及其应用:暴露-埋藏图解法、深度剖面法、等时线法以及26Al-21Ne和10Be-21Ne法。

周口店北京猿人遗址的年代综述兼评该遗址的铝铍埋藏年龄

本文综合评述了对周口店第一地点的测年结果。探讨了1)基于骨化石铀系、裂变径迹、古地磁和牙化石ESR测年的老年代框架与2)基于钙板铀系和铝铍埋藏测年的新年代框架之间的差异。着重分析了铝铍埋藏年龄测量方法因假设前提不完全满足而可能引起测年结果偏老的系统误差。文中还对周口店遗址进一步的年代学研究提出了建议。

汉中大佛洞宇宙成因核素26Al/10Be埋藏年龄

汉中天坑群是在我国湿润热带-亚热带岩溶地貌区北界首次发现的岩溶地质景观,已查明区内发育岩溶洞穴160余处,对研究中国南北方乃至全球古地理环境及气候变化具有重要科学价值。目前该区域地貌演化、岩溶洞穴发育研究刚刚起步,尚没有该岩溶区年代学研究成果报道。本文尝试运用加速器质谱仪(AMS)宇宙成因核素^(26)Al/^(10)Be埋藏年龄测试技术,对汉中南郑岩溶洞穴大佛洞内次生沉积石英砾石进行年龄测定,获得^(26)Al/^(10)Be埋藏年龄为(1.07±0.71)Ma,初步限定了汉中岩溶洞穴大佛洞的发育时期;同时获得大佛洞石英砾石样品在埋藏前该流域侵蚀速率为(156.5±73.4)m?Ma-1。

原地生成宇宙成因核素暴露和埋藏年龄计算方法的统一

原地生成宇宙成因核素测年技术计算暴露和埋藏年龄以往分属于不同的计算方法体系,采用的计算等式不同。实际上,无论是暴露过程还是埋藏过程,都涉及了核素的新生和已生成核素的减少,其浓度计算方法原理上有相通之处。考察被研究样品历史上某时点的状态,侵蚀使样品距地表深度不断减小,埋藏使样品距地表深度不断增加,刚好是一种相反的过程,而原地生成宇宙成因核素的生成速率与距地表深度呈指数函数形式相关。本文按照原地生成宇宙成因核素浓度与暴露时间、侵蚀速率间关系的计算原理,推导出在匀速埋藏过程中,计算被测试样品的浓度随时间的变化时,以样品目前生成速率为标准,可将埋藏速率(β)视为负侵蚀速率(-ε),从而将暴露年龄和埋藏年龄的计算等式统一起来。非匀速埋藏情况,通过求导计算,仍可视埋藏为负侵蚀。在埋藏速率和侵蚀速率用同一参数指代,埋藏速率可视为负侵蚀速率的基础上,推导出不同埋藏(侵蚀)模式下样品的核素浓度计算等式。理论上根据不同埋藏(侵蚀)模式,可计算复杂地表演化过程样品的埋藏(暴露)年龄。

云南三营组宇宙成因核素埋藏年龄及成因

三营组是一套河湖相沉积,沿红河断裂及其西北延伸线分布,主要出露在洱源附近.三营组中夹多层草煤,与下伏三叠系灰岩呈不整合接触,上覆第四纪砾石和松散沉积物.我们通过宇宙成因核素埋藏年龄法定量证明了三营组沉积于上新世,其顶部第四纪砾石层的宇宙成因核素埋藏年龄提供了三营组结束时间:>2 Ma.从空间分布和沉积时间上看,三营组的形成与红河断裂和剑川断裂相关:中新世末期由于红河断裂和剑川断裂的触发,在洱源一带断裂拉张区形成断陷盆地,在红河断裂中南段一些拉张区也形成局部断陷湖盆,金沙江南流水系提供水源沉积了三营组.第四纪初期由于云岭山脉的隆起阻断了金沙江南去的水流,红河断裂带拉张区多数断陷湖盆干涸,结束了河湖相沉积.

宇宙成因核素埋藏年龄法:原理及应用

宇宙成因核素埋藏年龄法是继宇宙成因核素暴露年龄法之后发展起来的又一同位素定年法,这一方法主要应用于沉积物定年。宇宙成因核素埋藏年龄法的原理是:具有不同半衰期的成对宇宙成因核素浓度及比值会随时间而发生变化,这些变化可以表示成时间的函数。因此,通过测定石英中成对宇宙成因核素的含量,可以定量化沉积物的沉积时间。宇宙成因核素埋藏年龄法在实际应用中还存在几方面不确定性:测量误差、参数引入的误差以及与地质模型的差异所引入的误差,本文对这些不确定因素进行了讨论。在实际采样过程中,应注意采样点及地质背景尽可能符合地质模型;在样品处理过程中,应保证石英纯度以及选用^(10)Be含量尽可能低的铍载体。在最后,本文例举了宇宙成因核素埋藏年龄法在昔格达湖相沉积和大邑砾岩定年中的应用,以及^(26)Al-^(10)Be-^(21)Ne联合定年。可以期待,这一方法在中国将被广泛地用于研究大型河流演化、中国早期人类的演化历史、第四纪早期冰川发育以及与青藏高原演化相关的构造和沉积问题。

汉中罗汉洞宇宙成因核素^26Al／^10Be埋藏年龄

汉中天坑群是在我国北纬32°N湿润热带-亚热带岩溶地貌区北界首次发现的岩溶地质景观,已查明区内发育岩溶洞穴300余处.洞穴中保留有丰富的古地下河冲积物、次生化学沉积物等,可能为研究岩溶地下河演化及中国南北方乃至全球古环境及气候变化提供宝贵素材.目前鲜有该区域相关年代学研究成果报道.本研究运用加速器质谱仪（AMS）宇宙成因核素26Al/10Be埋藏年龄测试技术,获得陕西汉中岩溶洞穴罗汉洞内次生沉积石英砾石的埋藏年龄为1.51＋1.54/-0.88Ma,初步限定了该地区岩溶洞穴的发育年代,同时获得石英砾石样品埋藏前的流域侵蚀速率为138.9±76.5 m/Ma.中国早更新世中期是一个以温暖气候为主的时期,湿润的热带、亚热带气候和季风气候对中国南方喀斯特景观的形成起关键作用.早更新世中期较高的温度和降雨量可能是陕西汉中地区岩溶洞穴发育的主要原因.早更新世区域构造剥蚀事件为该地区岩溶洞穴发育提供了必要条件.

就地生成宇宙成因核素年龄计算模式应用

就地生成宇宙成因核素测年是被广泛应用于地貌面和地表过程研究测年的新兴手段,相较传统年代学方法具有独特的优势,近年来得到国际上众多地学工作者的认可和应用。然而多数国内学者对其年龄计算模式缺乏深入理解,限制了其在实践中的应用。通过阐述目前已被国际学者普遍认可的四种计算模式,对比分析了不同模式间的差异,评价了每种模式的独特优势和应用领域,以使初学者和尝试应用宇宙成因核素测年的研究者在实践中能够合理应用相应的计算模式,最终获得较可靠的年代结果。

岩石暴露与埋藏面释光测年进展及其应用

岩石暴露与埋藏面光释光测年是最近提出的一种新测年方法,其测年基本原理是当岩石暴露于太阳光下时,岩石表层的释光信号会被晒退,被晒退的深度随着岩石暴露时间的延长而增加,当岩石暴露面被沉积埋藏后其光释光信号又开始积累。利用岩石暴露(或埋藏)面残留释光信号与暴露(或埋藏)时间和深度的定量关系,就可以估算该岩石的暴露和埋藏年龄及历史。文中简要介绍了不同释光信号测定岩石暴露与埋藏面年龄的方法、进展、应用实例及存在的问题。这些研究实例表明,岩石暴露与埋藏面光释光测年方法在第四纪地质、地貌演化、考古和活动构造研究上可能具有广泛的应用前景。

宇宙成因核素^(21)Ne测年原理和应用

宇宙成因核素测年方法在地表暴露测年和沉积物埋藏测年方面均具有重要应用价值,还可用于定量计算地表侵蚀、地形抬升和河流下切等反映气候及构造运动影响的地表过程速率,对研究地球各圈层之间的相互作用关系具有重要意义,是第四纪年代学领域中一种重要的测年方法。与放射性宇宙成因核素10Be、26Al相比,稳定核素21Ne在地表暴露定年方面具有测年范围宽、测年材料选择范围广、测试所需样品量少、前处理过程简单等优点。通过与放射性核素的结合使用,稳定核素21Ne还可用于沉积物的埋藏测年,并具有比10Be-26Al埋藏测年法更高的测年上限和测年精度。稳定核素21Ne测年方法的应用在国内尚处于起步阶段,但可以预见,这一方法将以其独特的优势在第四纪地质学、地貌演化及活动构造等诸多研究领域得到广泛的应用。

陆地原位宇宙成因核素(TCN)在地表过程与构造活动关系研究中的应用

大地构造、气候变化和地表过程间的耦合作用被视为今后10年内六大地学新课题之一,而从事这一重大课题研究的有效途经便是陆地原位宇宙成因核素的研究和应用。从目前该领域的研究实践来看,经常使用的是3He1、0Be1、4C2、1Ne2、6Al和36Cl核素,其中石英的26Al和10Be的配合使用最为普遍。通过陆地原位宇宙成因核素(TCN)方法基本原理的阐释,并结合当今国际上该领域利用10Be和26Al在暴露年龄与侵蚀速率、沉积物埋藏年龄以及河流下切速率等方面的工作实例,介绍陆地原位宇宙成因核素在地表过程以及地表过程与构造活动相互关系研究上的应用。

宇宙成因核素在地质年代学研究中的新进展

根据地表暴露岩石或埋藏物中宇宙成因核素浓度可计算样品的暴露年龄或埋藏年龄,从而估算出研究区域的侵蚀速率和抬升速率等重要地质信息,该方法现已成为晚新生代地质和地貌变化研究的重要手段。概述了近5年来国内外宇宙成因核素在地质年代学研究中的最新进展,主要包括以下几个方面:①10Be研究进展,26Al/10Be双核素测年计算模型的改进和完善,以及21Ne的加入对26Al-10Be测年方法的拓展;②宇宙成因36Cl在碳酸盐岩中的研究和应用进展;③53Mn、41Ca等新核素的研究和应用;④宇宙成因核素测年技术在国内的应用进展。最后,分析了宇宙成因核素测年存在的主要问题及下一步重点研究方向。

就地宇宙成因核素10Be测年法与地学应用

就地宇宙成因核素定年法在地球科学相关研究中有着广泛的应用,主要集中在对晚新生代地质事件的发生年代以及地质活动中相关速率的限定。本文将主要概述就地宇宙成因核素定年原理,并结合国内外相关研究介绍就地宇宙成因核素10Be在地学研究中获取地质事件年代(包括暴露年龄和埋藏年龄)、定量约束地表风化侵蚀、以及河流水系下切侵蚀等相关速率的应用现状。