泥河湾盆地于家沟遗址AMS-^(14)C年代学研究及其考古学意义

于家沟遗址作为泥河湾盆地中唯一具有新旧石器工业过渡的典型遗址,为研究东亚旧石器向新石器时代过渡提供了理想的场所。本文通过于家沟遗址剖面沉积物(厚约550 cm)的加速器质谱法(AMS-^(14)C)年代测定,确定了于家沟剖面的年代跨度为16.19?—?2.43 ka BP,其中旧石器向新石器时代的转化时限为9.35 ka BP。该遗址中发现的最早陶器经同层位地层推测,其年代为13.60 ka BP,是目前中国北方发现的最早陶器。陶器的使用可能改善了古人类的生活条件;大量细石器反映出泥河湾盆地中采猎经济高度繁荣。因此,在晚更新世末期气候开始变暖的背景下陶器和细石器的出现一定程度推动了中国北方旧石器时代向新石器时代的转变。

桂林甑皮岩洞穴遗址钙华板^(14)C年代学研究

甑皮岩遗址是新石器时代保存较完整的一个人类洞穴遗址,距今有8.0~12.0ka的历史。本文通过对洞穴遗址钙华板14C年代的测定,并对比了遗址内贝壳和木炭的14C年代。初步论证了钙华板14C年代的可靠性,并探讨甑皮岩古人类活动及穴居的最后年代为6.6kaBP。通过对钙华板14C年代研究为遗址洞穴地层的划分提供了新的年代依据。

^(14)C年代学

利用^14C的比度测定年代是一项划时代的工作，对推动考古学及古气候研究起了决定性的作用。这项工作是从Libby开始的，他创建了^14C年代学的理论基础和实验方法。^14C年代学的原理是放射性^14C只存在于大气和一切与大气处于交换状态的含碳物质中。一旦该物质脱离交换状态，^14C放射性不再得到补偿，只会按衰变规律降低。这样就可以按下列公式算出该物质的年龄，即：

浅谈^(14)C测年在第四纪年代学中的应用

针对14C测年在第四纪年代学中的应用进行了论述。

蒙山峨峪口砾石堆积堤的年代学研究

准确界定蒙山峨峪口砾石堆积堤的形成时代,对于探明其成因、澄清山东中低山丘陵第四纪冰川有无之争,是一个需要解决的科学问题。峨峪口堆积垄岗砾石组构、沉积构造、地貌组合等标志,均指向其为山洪泥石流堆积物,且为暴发频率极低、发展周期较长的水石流或稀性泥石流堆积。其下伏第四纪沉积物OSL埋藏年龄和AMS14C年龄可作为砾石堆积堤形成时代的最老约束参考年龄,当地村民迁居此地的历史可作为最小约束参考年代。OSL测年结果为2.1~2.3 ka BP,AMS14C测年结果为951~1522 cal AD,证明砾石堆积堤为数百年前形成的历史泥石流遗迹。

“死碳”对^(14)C年代测定影响的初步研究

在回顾14C测年技术发展的基础上,指出了影响14C测年精度的各种因素,并初步讨论了"死碳"对14C年代的影响。通过对岩溶区"死碳"的成因分析以及对碳酸盐样品的14C年代学研究,认为酸的来源不同,是造成岩溶区样品14C年代偏老的原因;局部环境中"死碳"释放是造成水生样品14C表观年龄偏老的主要原因。由于影响岩溶区样品14C年龄的因素是多方面的,目前尚无有效的校正办法。为此,作者在讨论了洞穴碳酸盐样品年代的可靠性及影响因素的基础上,提出了用交叉对比定年的方法解决"死碳"对14C测年的影响问题和在岩溶地区谨慎使用14C年龄的建议。

青海湖湖泊沉积物木质素AMS-^(14)C测年

对青海湖1A钻孔0—4 m不同深度共10个沉积物样品提取木质素,并进行AMS-^(14)C测年。结果显示,木质素的AMS-^(14)C年龄-深度曲线呈良好的线性关系,大于10μg碳量的木质素单体^(14)C年龄比1F孔同深度基于总有机碳(TOC)获得的^(14)C年龄平均偏年轻约110年,接近采用平均值概念分段线性回归确定的1F孔4.99 m以上碳库效应估算(126年)。这表明沉积物木质素AMS-^(14)C测年可有效减少老碳效应的影响;同时,1A与1F两个平行钻孔不同材料测年结果之间的良好对比,也佐证了基于沉积物TOC的^(14)C测年并采用平均值概念进行分段线性回归建立的青海湖湖泊沉积物年代框架的可靠性。

滑坡年代学研究方法应用进展

滑坡年代学研究对于滑坡灾害的形成演化、预测预警与风险评估等意义重大。为了对比分析各种滑坡测年新技术,综述了各个测试技术在国内外滑坡年代学研究中的最新应用进展。对14C、光释光(OSL)、宇宙成因核素、树木年轮及地衣等测年技术进行了详细分析讨论,探讨了各个测年技术的优缺点、年代测定中存在的问题以及相应的解决策略。结论表明,利用14C、光释光、宇宙核素测年技术分析滑坡年代的研究较多,树木年轮和地衣测年方法应用较少;全球已经开展的研究工作主要集中在北美、欧洲及东亚等地区,中国的研究相对较少;国内的研究主要集中在黄河上游和长江三峡地区。滑坡年代学的研究在中国刚刚开始,具有很大的发展空间和重要的科学意义,对于中西部地区,特别是青藏高原和黄土高原地区的防灾减灾、社会经济发展现实意义重大。

夏商周断代工程中^(14)C系列样品的树轮校正

对国外程序的适用性和计算的准确性进行了评价，并与自编程序进行了比较。计算结果表明，ＯｘＣａｌ程序在夏商周断代工程中是可用的，但其所能计算的系列样品长度有一定限制。

核试验^(14)C在法医学上的应用:确定不明死者的出生时间

伴随着20世纪50年代及60年代初大规模的大气层核试验活动,原本稳定的大气中CO2的14C含量迅速升高,并通过生物地球化学循环渗透到整个生物圈,自1963年《部分禁止核试验条约》签订后,大气中CO2的14C含量开始迅速减少,其速度却远超过了14C自身的衰变速度,树轮和珊瑚等环境信息载体的14C记录都体现了这一迅速增长而后又衰减的过程。近50年对全球大气中CO2的14C含量的数据采集和发布,使人们发现了14C含量作为现代时间标尺的可行性。介绍了现代核试验14C在法医学鉴定中新的应用方向——根据牙釉质的14C含量确定不明身份死者的出生年代。对于无法判定样品形成于大气14C含量峰值前后的问题,尝试应用同一个人釉质完成时间不同的两颗牙齿的14C含量比较,来予以解决。实验数据结果与真实记录之间的绝对误差为1.4a,优于以前骨龄和牙齿磨损度等传统的法医鉴定方法。

西安市2016-2017年大气化石源CO2的14C示踪研究与来源的初步分析

14C是研究城市中化石能源碳排放状况的有效手段;认识化石源CO2(CO2ff)的主要来源将有利于针对性地制定减排方案。本文利用分子筛主动吸附采样方法对西安市大气CO2行了连续积时采样,并利用AMS-^14C示踪方法,研究了西安市2016-2017年CO2ff的浓度变化,同时基于CO2ff与大气污染物的同源性,对CO2ff的主要来源进行了定性分析。2016年1月至2017年1月,西安大气△^14C季节变化显著,变化范围是(-1.00±2.84)‰-(-187.25±3.62)‰,平均值为(-63.20±17.35)‰,相对于2012-2013年的平均值(-41.3±27.4)‰有明显的下降。CO2ff变化范围是(6.91±1.94)-(105.60±3.09)μmol·mol^-1,呈显著的夏季低、冬季高的季节变化特征,与前人研究结果一致。CO2ff与SO2及NO2浓度总体上呈相同的季节变化特征,但与两者的相关性存在季节差异:在春夏季,CO2ff与SO2(R2=0.47,p<0.01)的相关性较强;而在秋冬季,CO2ff与NO2(R2=0.73,p<0.01)的相关性更为显著。可能是由于大气扩散条件的改变使得采样点CO2ff的主要来源发生了变化。春夏季节,大气扩散条件较好,采样点化石源CO2可能主要受到工业燃煤(高空排放)的影响,而秋冬季节,受到不利于扩散的气象条件的影响,化石源CO2可能主要受到采样点周围交通源(近地面排放)的影响。该研究结果可为CO2ff的源解析研究及大气CO2样品采集提供参考。

陕西蓝田全新世黄土AMS-^(14)C测年与环境变迁

加速器质谱计14C(AMS-14C)测年技术具有精度高、速度快以及样品需求量少的特点,已广泛用于晚第四纪和新石器时期的断代研究。通过对蓝田县新街遗址旁的全新世黄土-古土壤序列进行AMS-14C测年,并利用贝叶斯分析方法,建立了该地层序列的年代学框架。结合新街遗址考察、黄土-古土壤地层划分、磁化率测量和孢粉分析,表明马兰黄土晚期气候偏凉干,进入全新世时期气候转暖,仰韶时期温暖湿润,龙山时期气候暖偏干,新黄土堆积时期气候转干冷。

我国考古年代学14C方法研究述评

本文从测年误差、树轮校正、数据评估与使用原则三个方面梳理了我国考古年代学14C方法的研究成果,认为这一领域的研究大致以20世纪90年代为界,划分成前后两个阶段,阶段性的变化是由考古学研究理念与14C技术发展带来的学科合作程度的加深。针对当前14C方法的不足,应以历时性的视角对14C领域作系统地梳理。

青藏高原中部错鄂全新世湖泊沉积物年代学研究

对青藏高原中部错鄂湖泊沉积物的137Cs和210Pb研究表明,Cs在碱性湖泊的沉积物中发生了明显的垂向迁移,用于确定短尺度年代会带来误差;利用210PbCRS模式可以满足近代测年的需要,获取不同深度的质量累积速率,这一累积速率的变化与器测降水资料有很好的一致性,进一步证明了210PbCRS模式对错鄂近代湖泊定年的可靠性.根据表层沉积物的14C日历校正年龄,确定“老碳”影响的绝对年龄,并假定“老碳”影响是持续、稳定的,对所获14C年龄进行了二次校正,消除了“老碳”对错鄂湖泊沉积物中总有机质和植物残体的14C结果产生的影响,同时推断CE-2孔在40～35cm段存在沉积间断.根据湖泊沉积物的沉积规律,建立了错鄂湖泊沉积物14C年代序列,在这个年代序列的基础上,沉积物环境指标对全新世主要气候事件有很好的反映,从另一方面证明了该年代序列是可靠的.

第四纪以来天津北部燕山隆升与山前盆地的形成

文中报道了天津市北部燕山山前地带共4个高岩心采取率钻孔的沉积学、地层学、年代学和微体古生物综合研究。420个热退磁样品的磁倾角曲线显示,具147 m厚松散地层的标准孔Z3孔下部地层属于2.58 Ma的松山(Matuyama)极性带。随着地壳沉降,只是从早更新世,冲积扇侧缘泥质沉积物才开始充填了底砾岩层之上的沉积空间,形成广义的山前盆地中的泛滥平原;与传统上视为上新统特征沉积的红棕色黏土类似的亮黄橙—黄橙色—亮红棕色黏土,延续出现到早更新世中期,当时区域沉降中心位于距离山前断裂不足4 km处。0.78 Ma以来的布容(Brunhes)极性带厚57.8 m。谨慎地依据120 ka的布莱克(Blake)亚时确定上更新统后,可见中更新统大部缺失,与天津市区沧县隆起和北京永定河冲积平原南部所见此时的地层间断十分相近。3个钻孔的7个14C测年数据证实,距离山前断裂不足2 km的钻孔45 ka以来的地层最厚达41 m;显示自MIS3初始期,沉降中心向北迁移更靠近山前断裂,且在构造断裂作用下形成了新的狭义的山前盆地。研究区可见15 ka富有机质黏土及上覆泥炭,表明末次冰消期开始的气候转暖首先影响到华北平原山前地区。此项工作为研究晚新生代以来"源到汇"过程中渤海湾西岸的沉降提供了一个基准点。

岭南地区史前年代学及相关问题研究——以牛栏洞遗址为例

牛栏洞遗址的螺壳14C年龄比同层位的动物骨骼偏老6000—8000年,发掘者剔除螺壳测年结果而采用动物骨骼测年。首先从技术原理上看,常规14C法测定的骨骼年龄很可能偏晚,而通过对不同物质的测年结果的比较以及文化面貌等研究可以发现,螺壳14C年龄相对较好地反映了该遗址的日历年龄。对牛栏洞遗址的个案研究,其意义不仅在于将遗址年代大大提前,还为研究岭南史前考古的重要问题提供新的启示。

古滑坡测年方法与定年精度的提高途径

明确滑坡每次活动准确的年代对于揭示一个地区滑坡在时间上的活动规律,进而评价该地区的滑坡灾害风险至关重要。本文对宇宙成因核素(TCN)、光释光(OSL)和14 C等古滑坡测年方法研究的现状和成果进行了总结,简要介绍了不同的古滑坡测年方法,重点阐释了滑坡体、次生沉积物、滑动面、滑坡塘、滑坡后壁、滑床以及滑坡伴生堰塞湖等不同的地貌部位和测年介质以及选择不同古滑坡测年方法的局限性与使用条件,并根据目前古滑坡测年存在的问题和难点,探讨了提高古滑坡定年精度的途径。

贵州双河洞晚更新世大熊猫化石高度聚集现象及其意义

贵州双河洞是亚洲第一长洞,该洞先后分辨出近30多具大熊猫个体化石,是目前世界上发现完整大熊猫化石最多的洞穴。其中一支洞中竖井下方至少聚集了10余具个体化石。以此为研究对象,结合洞道发育形态特征及化石埋藏学特征,初步推测出这些大熊猫深入该支洞内经由竖井跌落并死亡的过程,表明喀斯特洞穴可以为大熊猫提供良好的栖息场所及化石保存环境。选取一例化石表面沉积的碳酸钙样品进行了铀系法测年,表明该个体至少生活在5.1万年前;对另一例个体的牙齿化石进行AMS14C测年,发现其生活在距今2.5万年左右,推断该洞道中大熊猫主要生活在晚更新世时期。

珠江三角洲埋藏古森林地层年代与沉积特征

珠江三角洲四会市和高要市两地埋藏古森林在发育历史时期形成了一层或多层腐殖质层。其中,四会埋藏古森林腐殖质层发育起止年代大致为4218±91 cal.aB.P.～3291±24cal.aB.P.;高要埋藏古森林腐殖质层发育有3期,它们的年代大致为49l0±64～1966±42cal.aB.P.,但在4347±63～4017±35cal.aB.P.和3658±45～3539±19cal.aB.P.之间发育中断,形成两层灰白色粘土层,3期腐殖质层(从上至下)发育持续的时间分别为1500a,400a和500a,约1000±500a。在四会埋藏古森林腐殖质层中,有机碳含量在26.2%～48.9%之间变化,δ^(13)C值波动介于-29.8‰～-25.6‰之间,其中,粘土层与腐殖质层边界点的有机碳含量为26.2%,δ^(13)C值为-25.6‰,对应的年代为3291±24cal.aB.P.;在高要埋藏古森林腐殖质层中,有机碳含量在20.3%～64.0%之间变化,δ^(13)C值波动介于-30.9‰～-29.0‰之间,而在腐殖质层之间的粘土层的中心位置,有机碳含量从上至下分别为1.0%和8.8%,对应的δ^(13)C值分别为-28.2‰和-27.8‰,较相邻腐殖质层平均δ^(13)C值偏正约2.0‰至2.5‰。腐殖质层有机碳含量与δ^(13)C值显示,埋藏古森林腐殖质层形成于湿地环境,而粘土层中有机碳含量和δ^(13)C值与腐殖质层中的显著差异及粘土层的沉积特征则说明粘土层很可能形成旱地环境。沉积环境干湿变化的周期与腐殖质层持续的时间一致,大致为1000±500a,这种变化可能与中全新世以来气候在千百年尺度上的波动相关,而四会和高要两地古森林湿地发育的起止时间不一致则主要与两地的地理位置及地形不同相关。

南黄海西部陆架D7岩芯的沉积年代研究

南黄海西部陆架的浅表层沉积物一直被认为是年代地层框架的构建是古环境与气候研究的基础,年代地层框架的好坏直接决定着研究结论的准确程度。本项研究通过分析沉积岩芯的粒度参数及其变化规律,明确研究区域在所研究深度范围内处于连续不间断的稳定沉积状态;并根据有孔虫的14C同位素获取本岩芯的沉积速率为0.0 164 cm/a,从而获取岩芯在所研究深度范围内的沉积年代为（309-5 248）cal.aBP;并进一步根据岩芯沉积物中元素的年代记录所揭示的气候变化信息与以往的研究成果进行对比,验证了获取的沉积年代的可靠性。