宇宙成因核素测年中石英分离流程的改进

就地宇宙成因核素测年是基岩断层面和滑坡、崩塌体古地震研究中至关重要的年代测定方法之一,其测定的目标矿物较多。石英因其成分简单、分布广泛且易于进行化学处理而成为就地宇宙成因核素测年中的一种理想测年矿物。从野外采集的岩石中分离出纯石英是就地宇成核素测年实验的首要步骤,同时也是一个关键环节。常规的HF/HNO 3蚀刻分离提纯石英的方法耗时长、效率低,影响就地宇宙成因核素测年方法在活动构造中的应用。文中报道了一种采用实验室集成的石英浮选提纯装置及提纯方法,选取活动构造研究中2种宇成核素测年常用的长英质岩石样品——花岗质片麻岩和石英岩,经破碎、筛分出0.25~0.50mm粒径的颗粒作为试验样,成功实现了石英与长石等杂质矿物的有效分离,获得的石英组分中石英占90%以上,效果显著。结果表明,花岗岩类样品浮选分离后的石英组分再用HF/HNO 3继续蚀刻2、3次后,石英中的Al含量降至200ppm以下,完全满足宇宙成因核素测年的要求,隐晶质的石英岩经过浮选分离再蚀刻提纯,比全岩粉碎后直接提纯减少了一倍以上的时间。文中的浮选提纯装置和方法极大地减少了HF/HNO 3蚀刻时的用酸量,降低了成本,同时也节省了蚀刻时间,提高了宇成核素测年石英分离提纯的效率。同时,还可为低温热年代学中提取锆石、磷灰石的处理流程提供借鉴。

原地宇宙成因核素测年中石英样品分离提纯的几组实验对比

原地宇宙成因核素测年方法在地质及地理研究领域应用广泛,测年对象众多。石英因其致密的晶体结构不易被大气成因10Be污染,以及较低的27Al含量的特点而成为宇宙成因核素测年方法中一种理想的测年物质。在分离石英样品10Be和26Al的实验流程中,石英的提纯是其中的一个关键环节。原始的HCl/H2O2和HF/HNO3蚀刻分离提纯石英方法应用广泛、安全可靠,但处理样品周期长、效率较低。因此,在原始流程的基础上,设计了3组实验流程与原始流程进行对比。结果显示,在样品石英纯度较高的基础上,可以通过减少超声波使用时间、增加蚀刻溶液浓度及每步样品处理量的方法,提高样品的处理效率,同时可以用加热磁力搅拌器替代超声波清洗器进行石英样品的HF/HNO3蚀刻提纯。

宇宙成因核素技术在第四纪冰川测年研究中的评述及展望

宇宙成因核素测年技术经过近几十年的发展,在采样程序、样品预处理与实验室分析以及理论等方面都获得了进一步的完善,在第四纪冰川测年中有着材料易取、测年范围宽泛与理论基础成熟等优点,已成为目前第四纪冰川测年的主要手段之一.宇宙成因核素测年的随机误差与系统误差分别为8%与10%,但只要根据一定的采样原则,就可以使得到的最老的漂砾年龄≥冰碛年龄的90%(95%的可能性).各纬度带测年数据与冰芯记录的对比中发现,北半球高纬度和南北半球低纬度地区与冰芯记录的相关性较高,而中纬度地区有一定的相关性,但不强.数据分布的纬度对比中发现,两半球的低纬度地区之间,以及中纬度之间有较好的对应关系,并且最大峰值出现的时间也较一致,但高、中与低纬度之间却存在明显的差异.

黄河黑山峡口最高阶地宇宙核素的初步年龄及所反映的新构造运动

黄河深切于青藏高原东北缘的构造山地中,留下了山地和黄河形成演化的记录,但其高阶地年龄因超出常规测年技术的范围而存在困难。文章尝试用原地成因宇宙核素10Be和26A l以及垂直剖面取样技术,通过剖面X2最小统计同时求出了年龄、侵蚀速率、继承浓度以及阶地沉积物密度等参数,所获得的黑山峡口247m最高基座阶地的参考年龄和剥蚀速率分别约为2.4M a和15.5+8-4m/M a,这是该河段高阶地测年的一次新探索。根据这一结果及相关的构造地貌特征,认为香山-天景山断裂带西段2.4M a前以逆冲为主,以后逐渐过渡到左旋走滑,该段黄河诞生于逆冲作用减弱时期。

古乡冰期和白玉冰期的宇宙成因核素^(10)Be定年

古乡冰期和白玉冰期是青藏高原迄今划分的第四纪冰期中,具有代表性的2个冰期,他们被广泛看作是高原及周边山地晚第四纪冰期划分的蓝本,但这两次冰川作用年代一直处于推测状态.运用宇宙成因核素测年方法对这两次冰川作用遗留的冰川漂砾的暴露年龄进行了定年研究,得到古乡冰期漂砾的暴露年龄为(112.9±16.7)～(136.5±15.8)ka BP,白玉冰期漂砾的暴露年龄为(11.1±1.9)～(18.5±2.2)ka BP.从而确认,2个冰期可分别与深海氧同位素6阶段和2阶段对应.

上新世以来北京平原NBT1孔记录的地层沉积及构造指示

磁性地层学结合宇宙成因核素、AMS14C测年为晚新生代可靠的长序地质年代框架建立提供了有效快捷手段。在北京平原东南部钻取的NBT1全取芯钻孔进行了详细的磁性地层学研究,400 m钻孔335块样品识别出10个正极性和9个负极性时段,记录了布容(Brunhes)、松山(Matuyama)、高斯(Gauss)、吉尔伯特(Gilbert)极性时,孔底进入到4.2 Ma的Gilbert负极性时。以岩性组合、26Al/10Be、AMS14C年代学为基础,结合测井沉积相分析,判断钻孔上新世晚期地层底界位于319.60 m,第四系下更新统、中更新统、上更新统底界分别位于214.80 m、70.60 m、59.25 m。在上新世约4.2~3.5 Ma发育了6期明显的冲洪积扇的快速沉积过程,第四纪早更新世以曲流河沉积体系为主,中更新世以湖沼沉积为主,夹分支河道沉积,沉积厚度相对较薄,晚更新世以分支河道-湖沼沉积为主,其顶部末次盛冰期浊黄橙色硬质黏土发育。钻孔包含了3个沉积速率较高(>150 m/Ma)的时期,分别为3.58~3.33 Ma、1.945~1.778 Ma和0.126~0.010 Ma,与上新世以来青藏高原隆升扩展及华北地区晚更新世构造活化在时间上具有一致性,揭示了华北地区的沉积构造演化对青藏高原隆升具有一定响应。

青藏高原西北部晚第四纪以来的隆升作用——来自西昆仑阿什库勒多级河流阶地的证据

青藏高原的隆升是新生代最壮观的地质事件,关于青藏高原隆升研究一直是地学界的研究焦点。河流阶地的发育记录了丰富的构造运动和气候变化的信息,近年来被广泛应用于构造运动和气候演变的研究,但前人研究的河流阶地基本分布在青藏高原的周缘,阶地的形成可能是气候与构造运动共同作用的结果。本文通过高分辨率卫星影像的解译,在青藏高原内部的西昆仑阿什库勒地区发现了多达七级的河流阶地。对该处河流阶地结构、沉积特征、几何特征的研究表明该阶地是典型的构造成因阶地。野外利用全站仪对河流阶地地貌形态进行了精细的测量,获得了各级阶地的拔河高度分别为4～5m(T1)、9～10m(T2)、16～18m(T3)、28～31m(T4)、45～48m(T5)。通过宇宙成因核素10Be测年方法对各级阶地面的暴露年龄进行了测定,获得了各级阶地的形成时代分别为7.7±0.7ka(T1)、32.7±3.1ka(T2)、53.6±2.5ka(T3)、115.7±23.2ka(T4)、166.8±10.4ka(T5)、19.5±8.5ka(T6)。由此确定了晚第四纪166.8ka以来不同时期的河流下切速率总体介于0.2～0.35mm/yr,该速率代表了青藏高原西北部晚第四纪166.8ka以来的平均隆升速率。

帕米尔高原东部塔合曼大型滑坡体的^(10)Be测年

塔合曼滑坡体是发育在新疆帕米尔高原东部1895年塔什库尔干7级地震区北端的一个大型滑坡体,总体呈"舌"形,由崩塌区、滑坡区和堆积区三部分组成,在滑坡区和堆积区分别形成了平行与垂直于滑坡体滑动方向的滑坡体台阶。本文介绍了该滑坡体的基本特征并采用宇宙成因核素测年技术对其形成年代进行了测定,简要论述了该测年技术的基本原理、野外采样原则及样品前处理过程。采自滑坡体不同部位的6个片麻岩巨砾样品的^(10)Be暴露年龄结果非常一致,表明该滑坡体发生在6.8±0.2ka,同时也表明了^(10)Be暴露测年是研究大型滑坡的有效测年手段。结合该滑坡体被慕士塔格断层断错并形成断层陡坎、滑坡体内发育的冲沟规模以及巨砾表面较厚的岩石漆,我们认为该滑坡体并非1895年地震的产物。

西南天山柯坪推覆系晚更新世古地震及其分段性地貌响应

以往的古地震研究主要以单条断层或者某一断层段落为研究对象,研究它的复发和破裂规律.其中蕴含一个潜在假设：各个断层或断层段落之间相对独立.但是近年来越来越多的大地震研究结果表明,相邻的断层,各个断层段落以及同一块体的边界断层之间有着一定的相关性.一些学者研究单条走滑断层的破裂行为,如在海原断裂带上,多个地点探槽开挖以及历史地震资料通过逐次限定方法,揭示出海原断裂带3个段落地震破裂行为具有一定的响应关系,具体表现为单段破裂。

帕米尔东北部木吉断层晚第四纪运动性质和滑动速率的约束

帕米尔造山带是印度-欧亚大陆会聚带的西构造结。木吉断层作为中-西帕米尔与东帕米尔的最北部边界转换断层,其运动性质和滑动速率的准确限定对于理解帕米尔现今应力状态和运动学特征等具有重要意义。本文以木吉断层东段布拉克村北位错特征显著的冰碛台地(39.2020°N,74.3910°E)为研究对象,基于高分辨率卫星影像解译、野外地质地貌调查、差分GPS测量和冰川漂砾宇宙成因核素10Be暴露测年,获得布拉克北冰碛台地形成(16.8±3.5 ka)以来木吉断层的累积右旋位错量、垂直位错量、南北向拉张量以及最小速率分别为约190 m、105±12 m、34±12 m和11.3±2.4 mm/a、6.3±1.5 mm/a、2.0±0.8 mm/a;三者的比值约为6:3:1,水平向的总滑动速率为11.5±2.3 mm/a。与位于断层中部近乎纯走滑的阿克萨依处相比,木吉断层在布拉克北以右旋走滑为主的同时,具有明显的正断分量。断层在布拉克北的水平向总滑动速率11.5±2.3 mm/a与阿克萨依处右旋走滑速率的最大值(9.4±0.9 mm/a)大致相当;因此尽管断层沿走向的运动性质发生了显著变化,其水平向滑动速率大致保持恒定。

东昆仑断裂带秀沟段晚第四纪滑动速率研究

东昆仑断裂带是青藏高原北部一条大型左旋走滑断裂带,其滑动速率对于断裂地震危险性评价和青藏高原的地球动力学研究具有重要意义。已有的研究认为东昆仑断裂带中西段晚第四纪滑动速率稳定、均一(10~13 mm/a),但对中段精确的滑动速率研究较少。以东昆仑断裂带中段秀沟盆地一个被断错的洪积扇为研究对象,基于高分辨率卫星影像和SPOT7立体像对提取的高精度数字高程模型(DEM)恢复位错量,利用宇宙成因核素测年厘定了断错洪积扇的年龄。结果表明,该洪积扇被左旋断错(1 862±103)m,年龄为(76.55±3.20)^(106.37±3.38)ka,据此得到的平均左旋滑动速率为(20.3+3.5/-2.3)mm/a。东昆仑断裂带中段的左旋滑动速率从晚更新世到全新世存在明显的减慢趋势。