江汉平原地下水混合的^(14)C年龄曲线投影校正研究

地下水^(14)C年龄的分布可以指示地下水渗流的方向及其变化。经典校正模型可以消除水化学组成变化对^(14)C年龄的影响,但很难识别地下水混合,导致得到的^(14)C年龄代表的是地下水的混合年龄。本文根据地下水化学组分变化提出了识别混合和校正a^(14)C值的方法,并以江汉平原为研究实例进行解剖。江汉平原地下水中硫酸盐矿物溶解导致SO_(4)^(2-)含量增加,且SO_(4)^(2-)含量与a^(14)C值的关系曲线可以识别混合,并利用曲线投影校正a^(14)C值,提出了混合-IAEA模型。IAEA年龄和混合-IAEA年龄的分布差异揭示出地下水渗流变化。年轻地下水混合区为年轻地下水的汇聚方向;老地下水混合区为老地下水的汇集方向。因此,对于大型沉积平原(或盆地)的地下水流系统,使用^(14)C定年时需要考虑地下水混合的影响,混合校正后的^(14)C年龄可以用来识别地下水渗流变化。

湖泊沉积物^(14)C年龄硬水效应校正初探——以青海湖为例

在深入探讨湖泊硬水效应成因和变化规律的基础上,借鉴海洋碳库效应校正方法,首次利用湖水和大气^(14)C放射性比度之间关系的方法对青海湖沉积物^(14)C年龄进行硬水效应校正,并重建了青海湖硬水效应在过去8 ka中的变化过程.笔者认为,青海湖表层沉积物有机质^(14)C年龄不老于1549 aBP,青海湖硬水效应在7000-1000 aBP期间是逐渐增强的.

西沙石岛风成灰岩的ESR和^(14)C年龄

采用ESR技术测定了西沙石岛风成灰岩地表样品的年龄,进一步证实这些风成灰岩是末次冰期的产物。通过ESR年龄和^(14)C年龄的对比,对于受到现代污染的样品,ESR方法似乎比^(14)C方法要可靠些;此外,对ESR测年中年剂量率的确定及ESR年龄的地质意义也进行了一些讨论。

泥炭样品^(14)C年龄可靠性初步研究

本文通过对泥炭中分离出的碱不溶物、胡敏酸、富里酸等有机组分样品及未经组分分离的泥炭原样的^(14)C年龄测定,探讨了泥炭样品^(14)C年龄可靠性问题。初步认为:低灰分、低分解的泥炭,同一层位的各组分样品的^(14)C年龄,具有较明显的一致性,低灰分泥炭碱不溶物的^(14)C年龄,大多偏老于其它组分,表明其年龄是可靠的,但高灰分泥炭的碱不溶物,其年龄往往偏年轻,而胡敏酸组分的年龄则具有相对的可靠性;富里酸是最年轻的不稳定的组分,其^(14)C年龄明显年轻而不可靠,是现代碳污染的主要来源。

银川平原深层地下水^(14)C年龄校正

地下水14C年龄的校正精度取决于对地下水溶解无机碳演化过程中影响地下水14C活度主要因素的准确识别及其影响程度的定量评价。以银川平原为例,在进行银川平原承压水反向地球化学反应路径模拟的基础上,识别出影响区内深层地下水碳酸演化的主要作用并进行深层地下水14C年龄的校正。研究认为,控制银川平原深层地下水化学演化的主要反应路径为碳酸盐矿物的沉淀和长石、角闪石、石膏等矿物的溶解以及Ca-Na离子交换。地下水流路径上所发生的水文地球化学反应对路径上14C的浓度变化影响较小。地下水14C年龄校正结果表明,除补给区和承压水水位漏斗区外,银川平原承压水年龄均在2000a以上,属“古水”,天然条件下径流缓慢、地下水更新速度小。在承压水水位漏斗区外,沿地下水流方向,地下水年龄逐渐增大;而在承压水集中开采区,承压水的年龄明显小于路径上游地下水,潜水与承压水之间的垂向水力联系比较密切。

银川平原承压水氢氧同位素组成与^14C年龄分布特征

利用地下水氢氧同位素(2H、3H和18O)和碳同位素(14C)方法,分析银川平原承压水的补给更新能力。在平原区采集承压水氢、氧、碳同位素样品45组,测试其氢氧同位素含量和14C年龄。据测试结果分析,地下水氢、氧、碳环境同位素分布特征存在较好的一致性,揭示了该区承压水的补给、流动的区域规律和局部变化特征。地下水14C测年结果显示,承压水年龄大多介于3000~22290 a之间,同时采用Tamers和Gonfiantinie模型对14C年龄校正进行了对比分析。沿同位素水文地质剖面计算得出:银川以北贺兰山前向平原中部地下水的流动速率为2.22~0.63 m/a,呈现由南向北递减的特征;从青铜峡冲洪积区向平原中部地下水由每年流动十余米减少至2 m。综合分析认为,银川平原承压水流动缓慢,水交替循环时间长,局部与潜水水力联系较密切,在承压水开采区,潜水越流补给量可达45%,适量开采存在一定程度的可更新性。

反向地球化学模拟技术在地下水^(14)C年龄校正中应用的进展与思考

地下水14C年龄校正一直是地下水年代学研究中的一个热点问题,将反向地球化学路径模型与同位素质量传输模型耦合起来,在综合考虑不同碳源、不同水文地球化学反应对14C质量传输影响的基础上,提出了一种新的综合性的校正方法,从而使地下水14C定年技术得到了进一步发展。识别深层地下水演化过程中影响14C浓度变化的主要因素并定量确定其对地下水14C浓度的影响程度是地下水14C校正的精度和可信度的重要考虑因素;在应用水文地球化学路径模拟技术进行地下水14C年龄校正时,必须要充分考虑地下水补给环境特点以及反向地球化学模拟模型中的非可行解的排除。

华北平原深层地下水^(14)C年龄的TDIC校正与对比

用14C确定地下水年龄需要进行多种校正。在系统测定华北平原深层地下水14C含量的基础上,应用TDIC(Total Dissolved Inorganic Carbon,即总溶解无机碳)校正地下水14C年龄。将补给区地下水样的14C和TDIC含量作为"初始14C活度"和"初始TDIC"含量,对其他样品进行"初始TDIC"的14C活度校正,并用CAL-IB5.0分别计算了样品校正年龄(14C校)和TDIC校正后的校正年龄(14CTDIC校)。华北平原深层地下水14C校正年龄变化比例达-27.5%~44.4%,TDIC校正对14C年龄影响明显,地下水样品进行14C定年时需要先进行TDIC校正。根据华北平原地下水14C校正年龄和Cl-含量分布,华北平原深层地下水受到明显的海水入侵的影响,衡水—河间—任丘一线西侧地下水14C校正年龄代表了其真实年龄,而衡水—献县—天津一线东侧地下水14C校正年龄不能代表其真实年龄,只是海水和地下水混合后的表观年龄。

河北平原地下水^(14)C年龄新认识

本文对河北平原第四系地下水14C年龄最新的结果进行了分析,得出如下认识:(1)垂向上,地下水的14C年龄随深度的增加而增大,或者沿地下水的流向而增大。但是,在同一孔组中,地下水埋深大于300m时出现了混乱现象。地下水14C年龄不但不增大,反而减小,其原因复杂;(2)水平方向上,第三含水组Q2地下水较老的年龄出现在河北平原中部,大致与子牙河方向一致,而第四含水组Q1地下水较老的年龄则呈北东东方向展布,即沧州—歧口一线分布,可能是地质结构影响所致。

反向地球化学模拟技术在深层地下水^(14)C年龄校正中的应用——以鄂尔多斯白垩系盆地典型水流路径为例

本文以鄂尔多斯白垩系地下水盆地为例,利用反向水文地球化学模拟技术识别出影响区内深层地下水碳酸演化的主要作用并进行深层地下水14C年龄的校正。结果表明:控制鄂尔多斯白垩系地下水盆地南区深层地下水化学演化的主要反应路径为碳酸盐矿物、伊利石或绿泥石的沉淀反应、长石、石膏矿物等的溶解以及Ca-Na的离子交换;北区为方解石溶解、白云石沉淀的非全等溶解反应、伊利石的沉淀反应、长石的溶解反应以及Ca-Na的离子交换。南区地下水流路径上所发生的水文地球化学反应对路径上14C的浓度变化影响较小而北区影响较大。地下水14C年龄校正结果表明,盆地南区深层地下水14C年龄(22969a)明显老于北区(3967a)。

嶂山闸地裂缝沉积物的^(14)C年龄

本文对江苏省新沂嶂山闸地裂缝中的黑色粘土和裂缝两侧的钙质结核作了^(14)C年龄和δ^(13)C测定,并对晚第四纪地层划分和地裂缝形成时代、形成机制进行了讨论。

洱海湖盆晚第四纪地层的^(14)C年龄测定及洱海的演变

从大理洱海湖盆西部平原湖沼相地层的分布和相关的^(14)C年龄测定以及文物考古资料,阐述了晚更新世中期以来洱海的演变。研究表明,距今5万年以来洱海西部古湖岸线是从西向东迁移的。期间曾有过几次摆动。引起洱海古湖岸线变迁的主导因素是点苍山断块的间歇性抬升和洱海湖盆的下沉,地质历史时期的气候干湿演变也起了重要作用。

北京市永定河流域地下水^(14)C年龄的初步分析

应用同位素方法初步分析北京郊区永定河流域地下水的演化特点。沿永定河冲洪积扇地下水流动方向布置取样剖面,共有取样点14个,对采集的水样进行14C和氚含量分析,并确定地下水同位素年龄。浅层孔隙水的14C年龄的变化范围为730～4900a,深层孔隙水为13420～22480a;14C年龄在垂直方向上由浅部至深部逐渐增大,最大变化幅度为从3010a增至22480a;浅层孔隙水的氚含量都在14.99～30.56TU之间,深层孔隙水大部分在0.51～4.71TU之间。运用地下水14C和氚年龄在垂向和水平方向变化的结果,验证了地下水的流向并计算了地下水的流速变化范围为5.02～62.63m/a,从山前至平原浅层地下水径流速度逐渐变小,反映了地下水水平径流强度逐渐减弱,地下水交替逐渐变差,浅层孔隙水以垂向交替为主,深层孔隙水以水平径流为主。

华南沿海几个晚更新世地层剖面的^(14)C年龄测定及沉积环境讨论

本文对华南沿海几个晚更新世地层剖面进行^(14)C年龄测定和讨论,这对该区第四纪地层研究提供有价值的资料,并结合孢粉分析资料进一步对地层划分和沉积环境进行研究.

基于反向地球化学模拟技术的深层地下水^(14)C年龄校正——以挠力河以北典型水流路径为例

地下水年龄的确定是水循环研究的重要内容,也是估计地下水水循环速度和定量评价地下水可更新能力的重要依据。以挠力河流域以北地区为例,利用反向水文地球化学模拟技术,识别出影响研究区内深层地下水地球化学演化的主要作用,并进行深层地下水^(14)C年龄的校正。研究认为,控制挠力河流域南部湿地区深层地下水化学演化的主要反应为方解石、黑云母、二氧化碳的溶解反应、高岭土的沉淀反应以及Ca-Na阳离子的交换反应;北部农业区主要发生了黑云母、二氧化碳的溶解及高岭土、方解石的沉淀和Ca-Na阳离子的交换反应。地下水^(14)C年龄校正结果表明,北部农业区深层地下水^(14)C年龄(9176a)明显老于南部湿地区(6097a),年龄校正结果与Vogel统计模型^(14)C年龄校正结果较接近。南部湿地区地下水循环速率为11.16 m/a,北部农业区地下水循环速率为2.19 m/a。研究结果对研究区地下水资源评价和制定农业区和湿地区地下水合理开发利用模式具有重要借鉴意义。

桂林岩溶地下水^(14)C年龄测定结果及分析

通过对桂林市孤峰平原部分水文地质钻孔的泥盆系上统融县组灰岩(D3r)和石炭系下统大塘阶白云岩、灰岩(C1d)溶蚀裂隙含水层进行岩溶水14C年龄分析测试,结果表明在与地表水或浅层地下水无直接水力联系的条件下,该岩溶地下水年龄一般都在3330aB.P.以上,且有随着深度增加而增大的趋势。该岩溶地下水年龄之所以偏大,主要是因为受制于其所处的地质环境的制约,水循环交替比较缓慢。

一批考古、地质样品的^(14)C年龄数据报道

近年,应用^(14)C年龄测定法测定了一批广东、福建、海南等省的考古及地质样品的年龄,涉及多种类型的样品,对人类考古学、第四纪地质学及地貌学有一定的参考价值。

鄂尔多斯盆地地下水^(14)C年龄的校正

利用化学稀释校正模型对鄂尔多斯白垩系中、深层地下水14C年龄进行了校正,并对中、深层地下水14C年龄的分布规律进行了分析。结果表明:深层地下水埋深比较大,难以接受地表水的补给,更新速度慢,其地下水14C年龄普遍大于中层地下水;鄂尔多斯盆地的大部分地区,地下水14C年龄以分水岭为界,向两侧逐渐增大;北区的摩林河和都思兔河地下水系统,沿着地下水的流向,地下水14C年龄逐渐增大,说明这两个流域为地下水的排泄区;盆地北区中、深层地下水14C年龄明显较南区小,说明北区地下水更新速度快,循环条件比南区好。

排泄区地下水横向径流混合14C年龄校正研究

宇宙成因14C定年是确定地下水年龄的最重要和可靠方法之一,对1~35 ka范围内的地下水很有效,这也是大部分地下水的年龄范围。由于包气带和含水层中溶解无机碳的变化和碳同位素的交换反应,在开放系统和封闭系统中影响14C含量的物质和化学作用也不尽相同,都会改变用于定年的初始14C含量和样品真实14C含量,需要进行校正。

临汾盆地晚第四纪地层的^(14)C年龄测定及其地质学意义

在山西南部临汾盆地中汾河三条主要支流河岸分别取样进行了^(14)C年龄测定,并用测定结果对地质年代进行了分析.