砂岩型铀矿土壤热释光特性及测量流程优化

砂岩型铀矿因其矿体埋深大、辐射信息被掩盖,传统放射性物探技术难以满足其勘查需求。本文基于天然土壤热释光测量技术,对砂岩型铀矿表层沉积岩样品的热释光特性进行了深入研究,明确了稳定热释光信号主要来源于长石与石英矿物成分。通过甄选稳定的热释光信号,并基于200、237、263、325、375℃下稳定的热释光信号建立了适用于砂岩型铀矿勘查的优化测量流程。针对长石和石英混合矿物成分,测量流程选取的热释光信号在0~600 Gy辐照剂量范围内具有较好的剂量响应特性,且等效剂量测量值相对误差小于7%,兼顾了测量效率与准确性,可为天然土壤热释光法应用于砂岩型铀矿勘探提供技术参考。

土壤光释光测量方法在特拉敖包砂岩型铀矿产地的试验研究

文章以探索新型铀矿放射性勘查技术方法的试验效果为目的,在特拉敖包砂岩型铀矿产地开展了土壤光释光测量方法的试验研究。通过数据处理,综合地质、钻孔和物探相关先验信息,分析评价了土壤光释光测量方法在砂岩型铀矿勘查中的应用效果。试验结果显示:土壤光释光测量等效剂量数据非正态分布,不适宜采用逐步剔除法进行数据异常下限的计算;对数处理后的数据符合近似正态分布,可根据数据分布特征进行异常下限的估算。在铀矿体上方及其附近,存在土壤光释光测量等效剂量异常,表明该方法在砂岩型铀矿勘查领域具有较好的发展前景。通过对异常成因的分析,提出通过不同深度样品等效剂量差的矿致释光异常识别方法。

植硅体释光信号特征及其对测年应用的启示

中国西部青藏高原等地区往往缺乏可供AMS^(14)C测年的炭屑、植物残体等物质,开展传统的^(14)C测年有一定难度。然而,这些地区的现代地表常生长着大量草本植物,在其第四纪沉积物中均发现了丰富的植硅体。探索新的植硅体测年技术流程,可为中国西部地区的第四纪沉积物提供新的有效测年途径。植硅体以其自身的广泛分布性、结构稳定性和保存完整性,在测年应用中具有特殊优势,尤其是植硅体碳可用于^(14)C测年。然而,植硅体碳的^(14)C年龄存在高估问题,这可能是由于前处理过程中的快速氧化作用和高温作用破坏了其结构的稳定性和封闭性,需依据其化学组成和某些物理性质变化识别其结构在高温环境下的细微改变。植硅体作为特殊的非晶质含水SiO_(2),其热释光(Thermoluminescence,TL)与光释光(Optically stimulated luminescence,OSL)信号具有测年潜力,可作为直接比对和替代植硅体^(14)C测年法的另一测年手段,同时其释光性质变化可能对识别其物理结构变化具有参考价值。文中以从干稻草中提取的现代植硅体样品为例,对其进行了一系列条件实验,从而确定了植硅体OSL与ITL_(165)信号的具体测试流程,并进行了不同给定剂量的剂量恢复实验,以探讨其剂量-信号的响应关系及测试流程的可行性和可靠性。结果表明,天然植硅体颗粒存在稳定且易晒退的OSL信号,在较高给定剂量(850Gy)的条件下植硅体存在较显著且稳定的_(165)℃TL峰,OSL信号与ITL_(165)信号均有潜力应用于测年研究,但需要已知年龄的样品进行检验。与此同时,不同退火温度加热后的ITL_(500)曲线具有识别植硅体释光性质和物理结构变化的潜力,退火温度升高至300~350℃时植硅体的结构开始发生改变,至约600℃时已发生不可逆的结构改变且逐渐敏化。这也意味着在提取植硅体的过程中应尽可能使用湿式氧化法而非干灰化法,以避免植硅体的结构封闭性遭受破坏,从而造成植硅体碳的AMS^(14)C年龄被高估。

基岩断层面黏滑和蠕滑时岩石表层光释光信号模拟

重建断层的黏滑(seismic slip)和蠕滑(creep)历史对于更好地了解断层活动和地震危险性评估至关重要。近年来,利用大地测量技术研究活动断层的蠕滑和黏滑过程成为一个研究热点。然而,在地质历史时期(如百年尺度以上),如何判断活动断层的滑动方式(黏滑或蠕滑),并获取其滑动速率仍然是一项挑战。文中基于近十年来发展的岩石表层光释光测年方法,结合内蒙古狼山断裂花岗岩样品的光释光晒退参数进行理论模拟,得到了基岩正断层发生黏滑、蠕滑和崩积楔侵蚀等情形的光释光晒退模型。模拟结果表明,该方法能够有效区分断层的黏滑和蠕滑,获得相应的活动期次和位移量,并且有潜力记录崩积楔侵蚀。文中还分析了该方法区分断层活动方式、期次的时间分辨率和获得位移量的空间分辨率。

鄱阳湖北部沙山一处平行层理砂层的释光信号回零分析及年代学研究

鄱阳湖作为中国最大淡水湖,其周边发育若干沙山。虽然此前研究多认为这些沙山为风力堆积的产物,但是这些沙山中上部还普遍保存有水成沉积构造的沉积层。选取江西省湖口县沙洲村沙山一处代表性的平行层理砂层(吴淞高程约40.3 m)为研究对象,首先对目标砂层的石英和钾长石开展光释光信号回零分析。研究结果显示该砂层的石英光释光信号和钾长石光释光信号均呈现明显的晒退不均。这种现象与沉积构造解译一致,即目标沉积层为水成堆积过程的产物。之后,对目标砂层开展年代学研究,通过对比鄱阳湖湖岸一处现代平行层理砂层的光释光年代结果,将沙洲村沙山目标砂层的年代限定为全新世大暖期(石英单片和单颗粒光释光年龄分别为(6.9±1.6) ka和(6.4±2.2) ka)。

江西星子镇沙岭沙山顶部一处红色砂层的粒度分析及释光年代研究

鄱阳湖作为我国最大淡水湖,其周边分布若干沙山。此前研究多认为这些沙山为风成堆积的产物。选取星子镇沙岭沙山顶部(吴淞高程约58.3 m)一处红色砂层(含泥质团块)为研究对象,开展粒度分析和释光测年,以进一步揭示其形成环境和年代。粒度结果为:(1)以中粗砂为主;(2)粒度分选性差;(3)频率分布曲线显示该红色砂层包含多峰;(4)概率累积曲线显示该红色砂层包含1个推移组分、2个跃移组分和4个悬移组分;(5)萨胡判别公式值均>-2.74。之后,对红色砂层下伏泥层、红色砂层和红色砂层上覆黄色砂层开展石英单颗粒释光测年,其年代分别为:(24.7±2.1) ka、(24.0±2.4) ka和(22.4±3.9) ka。研究表明该红色砂层虽然形成于MIS2阶段,但其不是干旱环境下的风成沉积砂层。

释光测年的研究简史及研究现状

针对释光现象的研究,及其在地质和考古年代测定中的应用,将释光测年的研究历史划分为3个阶段:20世纪50年代末以前,释光测年研究的萌芽阶段;60年代至80年代中期,热释光测年的研究及发展阶段;80年代中期至今,光释光测年的研究及发展阶段。最后,对释光测年的研究现状进行了简单的总结,认为对释光现象产生机制的许多细节还有待深入研究,对于非线性释光生长曲线的校正及提高测年的精度,仍是测量等效剂量(De)时研究的主要问题。

柴胡舒肝丸光释光法辐射筛查研究

目的采用光释光法建立柴胡舒肝丸的辐射筛查方法,为柴胡舒肝丸的质量控制和安全用药提供参考。方法结合国家药品评价性抽验工作样品,参照欧盟标准(EN)13751:2009,样品经简单研粉、压饼处理后,利用SURRC PPSL辐照食品筛查系统,直接检测样品的辐射情况。结果所建立方法经方法学考察可行,测定值可反映样品是否经过辐射,阴性对照无干扰。对10家企业102批次样品辐射情况进行检测,其中6家企业生产的26批次样品辐射筛查阳性,存在被辐射杀菌处理的情况,占总抽检批次的25.5%。结论所建立方法无需复杂的样品前处理即可快速定性分析样品辐射情况,操作简便、快速、经济,可为柴胡舒肝丸的质量控制和安全用药提供参考。

BG1999选频光释光断代仪

研制了一种选频光释光断代仪 ,该仪器的激发光源可以选择 ,发射光子是分频计数。用该仪器测定年代时 ,结果可以互比。

释光测年技术在陶器定年研究中的应用进展

陶器释光测年一直是环境考古领域重要的时间界定方法之一。本文通过系统整理释光技术在陶器定年上的主要研究成果,分别从技术方法和应用实践两个方面进行总结和梳理,以阐明其在相应领域的适用性、面临的问题和未来应用潜力。在陶器定年的技术方法上,热释光技术最早应用于陶器测年,但也存在矿物热释光晒退效率较慢、不可重复测试和反映信息较少等问题;光释光测年技术的不断发展拓展了陶器释光测年的技术和方法,近年来相应研究比例也不断提高,但也存在部分年轻样品石英信号较弱、石英光释光信号组分比例影响等效剂量测定等问题。在实践应用上,陶器释光测年技术在世界各地遗址均表现出良好的适用性,能为遗址提供绝对年代测定,以及在多学科交叉的背景下,更多地反映古人地关系演化和文化区域交流。未来需要进一步加强释光技术尤其是光释光技术在陶器测年领域的应用力度,从而更好地服务于环境考古学研究;这对于进一步揭示区域古人地关系演化、文明发展历程和文化区域交流等方面有着重要意义。

Daybreak 2200型自动化光释光测量仪的初步定量评估

确认和定量检验释光自动化测量系统的性能指标和系统误差是释光年代学实验室非常重要的一项工作。用细颗粒石英和热释光CaSO_4:Tm剂量片对Daybreak 2200型自动光释光测量仪长时间光激发/辐照对比邻测样的影响以及辐照泄漏、辐照源开关时间作了系统检测。长时间蓝光激发时比邻测样细颗粒石英发生非线性光晒退,激发10ks时其OSL信号损失不大于15%(光强为最大功率的95%),而对更远位置的测样则几乎无影响。机载^(90)Sr/^(90)Yβ放射源在长时间辐照时对比邻测样的影响约为0.02%,对更远位置的样品几乎无影响。Daybreak 2200型测量仪机载β源的快门开关时间约为0.22s(相当于～0.01Gy),β放射源在快门关闭时的泄漏极其微弱,测量时可不予考虑。12个代表性测片位置在测量时具有非常好的一致性,相对标准偏差不超过3%,具有非常低的系统误差。

单色光释光仪的研制

介绍了一种自行设计、开发的单色光释光仪 ,编写了一套专用的软件 ,包括仪器控制和管理程序、数据采集与分析程序。该仪器由计算机控制 ,简单实用 ,操作方便。

选频光释光——特征波长光释光测定年龄的技术

光释光是结晶固体的特征发光性质 ,不同固体在不同波长的激发光源作用下 ,释放出来的光子的波长也是不同的。介绍了一种利用矿物的特征光释光测定年龄的方法。首先是采用 BG1999光释光谱仪选定激发光源 ,确定释放光子的频率 ,再用矿物的特征光释光谱作年龄测定。利用这一技术获得的年龄数据不仅准确度高 ,而且可信度大。

鄱阳湖北部沙山一处具有条带状砂层的粒度特征及光释光年代分析

鄱阳湖中部及北部分布着若干沙山。目前,大部分研究认为这些沙山为风成堆积的产物。通过野外调研发现鄱阳湖湖滨沙山的中上部存在具有水成沉积构造的砂层或粉砂层。选取了鄱阳湖北部湖口县沙洲村一处条带状层理的砂层作为研究对象。整个条带状砂层厚度超过20 cm,其平均吴淞高程约为40 m。剖面中黄色与红色砂层交替发育,每个砂层单元厚约数厘米,总体上黄色砂层比红色砂层略厚。从黄色砂层(HGDS-Y)和红色砂层(HGDS-R)各采集了一个粒度分析样品,并在该条带状砂层中采集一个光释光样品(HGDS-OSL-1)进行测年分析。粒度分析结果显示:1)HGDS-Y的频率分布曲线表现为一个明显的主峰和一个不明显的次峰,而HGDS-R红砂的频率分布曲线表现明显的双峰曲线特征,该特征不符合典型风成沉积物的粒度分布;2)HGDS-Y和HGDS-R的概率累积曲线均呈现为八段式,而典型的风成沉积物一般为二段式或三段式;3)利用萨胡判别公式计算Y值,Y_(HGDS-Y)=0.22,Y_(HGDS-R)=15.44;2个样品的Y值显示此次研究的砂层为水成堆积的产物。在对光释光样品(HGDS-OSL-1)分析时,一方面对石英颗粒和钾长石颗粒光释光信号的回零情况进行分析,另一方面分析该样品的光释光年代。光释光测年结果显示:1)石英样品的光释光信号以快组分为主,但是石英等效剂量(De)分布较为离散,离散度值为~27.3%;采用多步升温红外激发法测试钾长石时,激发温度50℃~250℃区间未发现等效剂量坪区。以上结果显示石英和钾长石在搬运过程中,有部分颗粒晒退不完全,这与典型风成颗粒曝光时间长、晒退完全的特性不一致;2)石英最小年龄模型年代为36.2±4.8 ka,表明该条带状砂层为MIS 3个阶段的产物。该条带状砂层吴淞高程虽然高于建国以来鄱阳湖最高水位(22.63 m),但基于本研究的粒度和光释光分析结果,认为其可能并非风成堆积,而是水成沉积物。

含药食同源成分食品辐照检测的光释光方法建立

通过优化光释光(photostimulated luminescence,PSL)辐照食品检测仪的检测参数,建立适用于含药食同源成分的固体饮料及压片糖果的辐照检测方法,应用于市售样品筛查。结果表明:光释光值随脉冲计数、光源辐照度增加呈上升趋势,随脉冲时间增加呈下降趋势。当脉冲计数为30、脉冲时间为0.2 s、光源辐照度为17 mW/cm2时,PSL值最大。在未辐照样品中混入不同比例的经过辐照处理的样品粉末,掺合比例低至1%的样品也能正确识别。盲样试验中,正确率达到100%。稳定性试验结果显示,6个月储存时间对样品定性判定没有影响。筛查的市售36批样品中,有12批样品为阳性。

旧石器和古人类遗址释光测年技术的可靠性和测年上限

释光测年技术已成为旧石器和古人类遗址,尤其是现代人类遗址,建立年代框架的重要工具之一。这一技术提供了现代人类出现在非洲、亚洲和澳大利亚的最早年代证据。本文简要介绍了释光测年的基本原理,对释光测年的可靠性和上限及所受的影响因素进行了综述。光释光测年的精密度(相对标准误差σ)一般为5%-10%,在理想条件下σ<5%,但是σ>10%的情况也不少见。与大量其他测年方法所获结果的一致性表明,光释光测年技术是可靠的。光释光测年的上限与样品的释光性质及环境剂量率有关,释光可靠年龄最大可达1百万年。对大多数遗址50万年的测年上限是可行的,这个年代范围涵盖了所有的现代人遗址。不同样品或颗粒间的释光性质差异很大,因而它们有不同的测年上限。同一样品中钾长石比石英有更高的测年上限,同一矿物中不同的释光信号对应的测年上限也不同。

海洋沉积物光释光测年中环境剂量率测量方法对比分析

光释光测年作为一种沉积物绝对测年方法已在第四纪地质研究中得到了广泛应用,提高光释光测年精度和准确度一直是学术界关注的热点,长期以来人们对等效剂量测量程序和计算方法的研究十分丰富,而对环境剂量率的研究则相对较少。本文以琼西南海域ZBW钻孔岩心样品为例,利用电感耦合等离子质谱/发射光谱法(ICP-MS/OES)、中子活化分析(NAA)、γ谱仪法对海洋沉积物环境剂量率进行了对比测量。结果表明,在部分层段3种方法测量的结果存在差异,其原因为:(1)ICP-MS/OES前处理过程中重矿物中的U不完全溶解;(2)ICP-MS/OES测量结果为U、Th、K元素含量,包含了部分非放射性核素含量;(3)NAA测量用的样品量小,存在偶然性误差,样品中非放射性物质的稀释作用影响测量结果;(4)样品中存在铀系不平衡现象,结合研究区沉积环境和高纯锗γ谱仪测量结果进行对比分析表明,铀系不平衡主要来源于自生铀吸收,对环境剂量率的影响约为11%。

掺碳氧化铝复合光释光探测器制备及性能测试

针对单晶片状掺碳氧化铝光释光探测器灵敏度差异性大的问题,研究了不同粒径掺碳氧化铝粉体的光释光灵敏度,采用光学类环氧树脂和掺碳氧化铝粉末制备了两种复合掺碳氧化铝光释光探测器,并测试了其光释光剂量响应、最小可测剂量和重复性能。结果表明,在粉体粒径为200~300μm时,具有最高的光释光灵敏度;复合光释光探测器剂量响应呈线性-超线性的特点,剂量10 Gy以下呈良好的线性,最小可测剂量低至33.7μGy;复合光释光探测器响应具有良好的重复使用特性,变异系数小于1.5%。验证了复合光释光探测器的技术可行性,为掺碳氧化铝晶体的应用提供了一条新的路径。

黄土细颗粒单测片再生法光释光测年的进展

报道了黄土细颗粒石英与混合矿物单测片再生法测年中的若干进展。在黄土细颗粒释光测年前处理方面,利用氟硅酸溶蚀法提取可供释光测年的细颗粒石英,突出溶蚀过程需用超声波克服细颗粒矿物表面能的重要性;在此基础上,利用单测片再生法测定洛川黄土细颗粒石英光释光等效剂量,作为标准评估混合矿物红外-蓝光联合激发单测片再生测定等效剂量的可靠性。通过线性激发技术证实了长时间红外激发后蓝光释光信号和细颗粒石英光释光信号中快速和中速信号组份之间存在着相似的特征,提出红外后蓝光释光测年需进行红外激发时间与红外后蓝光释光等效剂量坪实验,以获得蓝光激发前红外激发参数。通过与细颗粒石英等效剂量的对比,系统地研究了细颗粒混合矿物单测片再生法确定的红外与红外后蓝光释光等效剂量的可靠性。

光释光测年: 黄土样品 IRSL 信号的晒退实验

用１８个（６×３）２．５Ｖ的红色发光二极管（中心波长是６５５ｎｍ）做成的照明光源，在６０ｍｉｎ内对黄土样品的红外释光（ＩＲＳＬ）信号几乎没有激发，因而可作为ＩＲＳＬ样品前处理的照明光源。两个黄土样品的光晒退实验表明，若样品在阳光下曝光２０ｍｉｎ，其ＩＲＳＬ信号即可降至２％以下（归一化通过短打进行），而最终残留值则低于１％。通过测定，渭河表面样ＩＲＳＬ的等效剂量值为０．５１Ｇｙ。这说明用ＩＲ激发，即使测定非常年轻的黄土样品的年龄也可不计残留值的影响。同时也显示了ＩＲ激发在测定黄土区河湖相、甚至洪积相等曝光时间很短的沉积物的年龄方面有很大潜力。晒退后的样片在室温下放置８天后，即使再预热也没有明显的回授现象发生，这表明用ＩＲＳＬ测定黄土年龄时其底限比绿光释光的要低得多。