中国黄土释光测年与应用:过去、现在与未来

中国黄土释光测年走过了近40年的历程,这对于推动释光测年技术的进步和黄土古气候古环境研究的深入有重要意义。本文针对中国黄土(以黄土高原为主),简要回顾了以多片法混合矿物热释光(TL)和红外释光(IRSL)测年技术为主的早期(20世纪70年代末期至21世纪第一个十年初期)探索阶段的发展,重点阐述了以成熟的单片再生剂量(SAR)法石英光释光(OSL)技术和延长测年年限的多种方法并存为特征的目前(21世纪以来)研究进展。同时,系统论述了释光测年技术在晚更新世以来中国黄土古气候古环境研究中的意义,如在年代标尺建立、粉尘堆积速率变化重建、地层对比与划分、轨道和亚轨道尺度气候演变与气候事件揭示等方面的应用。另外,也对将来中国黄土释光测年技术的发展方向和其在古气候古环境研究领域的应用前景进行了简单展望。

长江三角洲晚第四纪陆-海交互地层的光释光年代学

长江三角洲地层的年代学研究对探讨晚第四纪以来我国东部沿海地区陆海交互作用历史以及海岸地貌的形成与演化具有重要价值。本研究选择长江三角洲YZ07和EGQD14两支钻孔开展系统光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年研究,总结前期已发表的50个年代数据并收集整理该区域相关钻孔的年代地层资料,探讨在可靠的年代框架约束下晚第四纪长江三角洲沉积地层演变特征,取得了以下几点认识:(1)在长江三角洲地区,常规OSL测年以较细石英颗粒OSL测年效果较为理想;对粗颗粒石英,若存在长石包裹体对石英OSL信号的影响,建议用脉冲释光测年(POSL)技术加以解决。(2)以YZ07孔为例,14C测年和OSL测年结果对比表明在三角洲海岸地区,14C测年方法建立的年代地层框架需要谨慎对待,建议在此区域开展年代地层学研究时可以尝试将两种测年方法结合使用,以确保年代地层框架的准确和可靠。(3)针对争议较大的氧同位素3阶段(MIS3)沉积环境问题,EGQD14孔给出了新的年代学证据,认为MIS3阶段(约30—50 ka)长江三角洲可能是陆地河流相沉积环境为主导,这也得到了区域相邻的几支钻孔沉积记录的佐证。(4)两支钻孔从年代学角度证实了前人关于末次盛冰期(Last Glacial Maximum,LGM)以来长江三角洲发育下切河谷的沉积学判识和地层学论断。此外,多钻孔的年代地层学特征也验证了全新世时段海平面变化控制下的长江三角洲及海岸演变的时空动态。

亚洲中部干旱区黄土释光测年研究进展及其问题

中亚干旱区广泛分布的黄土沉积为研究这一区域的大气粉尘、环境和气候演化提供了良好载体,而黄土年代学是气候环境研究的基础。近几十年来逐渐发展并日趋成熟的释光测年方法是建立黄土地层序列的重要手段。通过对中亚干旱区的测年进展(主要是释光测年)进行总结梳理,得到如下认识:(1)释光测年方法与14C测年方法比较,测年范围更广,测年材料易得,在此区域黄土框架的建立中有广泛适用性;(2)石英光释光单片再生法(SAR)能够用于建立中亚干旱区末次冰期以来黄土沉积的年代框架,但是需要考虑部分地区石英灵敏度偏低、不同粒径结果不一致等问题,这些问题的解决仍然需要更多的方法学的研究;(3)长石的两步法(pIRIR)与多步法(MET-pIRIR)已经基本克服了传统IRSL方法中信号的明显异常衰退现象,在此区域可以建立MIS 7以来的年代框架,长石的灵敏度高,可以用来测试石英灵敏度低而无法得出可靠年代的样品,其测年范围比石英更广,在具体的应用中需要根据样品灵敏度高低、年老程度等因素综合考虑来建立年代框架。