湖泊沉积物的^(14)C和光释光测年——以固城湖为例

富含有机质的湖泊沉积物被认为是14C测年建立古环境记录年代标尺的理想材料,光释光测年方法近年开始应用于水成沉积物的定年。应用14C和光释光两种方法对江苏固城湖湖心钻孔岩芯进行了年龄测定,结果表明全样有机质的14C年龄与石英的光释光年龄存在系统差异,后者较前者年轻约2000年。系统光释光测年研究排除了光释光年龄低估的可能性,所以,二者的差异可能是湖泊沉积物碳库效应的反映。

岱海^(14)C测年的现代碳库效应研究

碳库效应的复杂性是影响建立湖泊沉积物高精度年代序列的一大障碍。本项研究通过我国内蒙古半干旱区封闭湖泊表层沉积物、湖水、现生沉水植物狐尾藻、现生鲤鱼鱼骨和湖岸表层土壤等一系列样品的14C年代测定,表明现代岱海确实存在碳库效应。碳库效应年龄因湖水盐度在湖区的不均而有所变化,岱海西部湖区弓坝河径流补给量大,湖水盐度较东部稍低,碳库效应年龄也略小于东部湖区。表层沉积物中有机质包含浮游生物和沉水植物的混合信息,因而其碳库效应年龄较沉水植物年龄轻,岱海湖心表层沉积物碳库效应年龄在2000a左右。这一碳库效应年龄较通过沉积钻孔14C年龄线性回归获得的年龄偏大,可能的原因是在时间序列上碳库效应并非恒定。

AMS ^(14)C测年揭示的渤海湾沿海低地第Ⅱ海相层年龄

在渤海湾沿海低地地区获得4个机械钻孔,结合AMS14C测年方法,对Ⅱ海的年龄进行了研究。结果显示,在Ⅱ海所在层位获得的14C样品年龄均大于43.5ka BP,说明渤海湾沿海低地地区Ⅱ海形成于MIS 3早期或MIS 5,而不是前人认为的23~39ka。建议在前人地层结构研究成果的基础上,系统开展Ⅱ海年龄研究。

渤海湾老狼坨子海岸带^(14)C、^(137)Cs、^(210)Pb测年与现代沉积速率的加速趋势

通过对渤海湾西岸L剖面中同一关键层的碳酸钙和原生腹足类壳体的14C测年对比研究,确定了晚全新世约2800calBP的层位及沉积速率0.045cm/a;8个样柱的137Cs和210Pbexc强度、蓄积量揭示了距今约120年来堤后盐沼的平均沉积速率约为0.35cm/a,而面向开放海湾的潮坪上部则达到约2～3cm/a。研究区近1个世纪以来沉积速率的加速趋势,是渤海湾西岸泥质海岸带的特征之一。

高盐度地下水^(14)C测年样品采集技术探讨

高盐度地下水 (卤水 ) 14 C样品采集是同位素水文地质界的一个难题。罗布泊钾矿区卤水的化学组成特征是 :平均矿化度为 35 3.5 g/L ,SO2 -4的质量浓度 4 4 .0 3g/L ,HCO-3 的质量浓度为0 .2 71g/L。为此 ,文中借鉴一般地下水 (淡水或微咸水 ) 14 C样品的采集原理 ,设计出一套真空取样装置。其操作步骤是 ,首先通过调节卤水的 pH值 ,使得水中的无机碳以CO2 气体的形式溢出 ,然后 ,导入装有NaOH与BaCl2 混合溶液的样品瓶中 ,在野外获得高盐度卤水14 C测年样品。罗布泊卤水测试结果表明 ,这一流程有效地解决了硫酸盐干扰问题 ,卤水14 C样品质量可靠。该技术可为高盐度地下水测年提供有效手段 ,对低盐度地下水14 C取样也具有重要的推广使用价值。

泥炭样品的AMS ^(14)C年龄测定:全样、植物残体和孢粉浓缩物

沉积物14C的年龄测定一直是第四纪年代学研究的热点。文章对中国干旱、半干旱地区的内蒙古库伦泥炭剖面的泥炭全样、植物残体和孢粉浓缩物进行了AMS14C测年比较研究。从泥炭沉积物中提取用于AMS14C测年的孢粉浓缩物的关键步骤包括:过筛(125μm,63μm和10μm),重液浮选(比重1·9)及在180倍的体视显微镜下进行手工挑选。测年结果表明:孢粉浓缩物的测年值比同一层位的泥炭沉积物全样或植物残体的测年值老225～340年;植物残体与孢粉浓缩物的测年结果较为接近。但是,距地表24～27cm处孢粉浓缩物给出了610～780A·D.的年龄值,远老于其下样点的年龄,而泥炭全样为现代样品,二者相差1255年,这可能与该样品孢粉纯度较低、掺杂有一些老碳物质燃烧后形成的微粒杂质有关。因此,提高孢粉纯度对孢粉浓缩物14C测年至关重要。

AMS^(14)C测年揭示的渤海湾沿海低地第Ⅱ海相层年龄(Ⅱ)

在初步获得渤海湾海河南部沿海低地第Ⅱ海相层年龄大于43.5ka BP的基础上,在沧州北部和海河北部的沿海低地又利用6个新的机械钻孔岩心,建立了2条垂直于现代岸线的长剖面。根据沉积物岩性和有孔虫查明了第Ⅱ海侵层在剖面中的空间分布,并获得一组新的AMS^(14)C年龄数据。结果显示,在第Ⅱ海相层中新获得的9个AMS^(14)C年龄同样均大于43.5ka BP。至此,渤海湾3条垂直现代岸线剖面10个钻孔的第Ⅱ海相层的21个AMS^(14)C年龄均大于43.5ka BP,进一步证实了普遍发育于渤海湾沿海低地的第Ⅱ海相层形成于MIS 3阶段早期或MIS 5阶段,而不是前人认为的23~39ka BP。

巴里坤湖孢粉浓缩物^(14)C测年可行性研究

14C测年是湖泊沉积物定年的主要方法之一,随着对过去气候环境变化的深入研究,对于湖泊样品中的年代要求更高,而不同的测年物质的14C定年结果,会有不同的误差。通过对巴里坤湖部分样品,分别进行块状样有机质、陆生高等植物残体以及孢粉浓缩物定年比较,以探讨干旱区湖泊中14C定年的方法。测试结果表明:孢粉浓缩物与陆生高等植物残体的测年值极为接近,在西北干旱区湖泊测年过程中,孢粉浓缩物有望成为一种可靠的测年材料。在探讨湖泊沉积物年代的"碳库"效应时,孢粉浓缩物定年可能会成为一种有效的方法。

东海DGKS96—03岩心中微体化石的古海洋学特点、δ^(18)O曲线与AMS^(14)C测年

运用微体化石的研究结果辨识岩心不同的沉积阶段的沉积特征及古海洋学特点 ,并辅以δ18O曲线及AMS14 C测年去探讨岩心的沉积时代。该岩心是 1996年 5月中国、法国、韩国科学家一起利用法国L’ATALANTE号海洋调查船在东海陆架获取的 17个岩心中的一个 ,分别做了粒度、矿物、CaCO3、微体化石、δ18O、AMS14 C测年等分析 ,初步分析认为 :依据微体化石的冷、暖水种的丰度变化 ,可以辨识出该岩心气候的 7个冷期 (C1、C2 、C3、C4 -1、C4 -2 、C5、C6、C7) ,然后结合岩心中的矿物成份、CaCO3 含量、粒度变化、AMS14 C的测年数据把岩心划分为 4个沉积阶段 ,1.晚更新世早玉木冰期沉积。 2 .玉木亚间冰期沉积。 3 .晚更新世玉木冰期沉积。 4.全新世冰后期沉积。另外 ,利用浮游有孔虫壳体对不同的沉积阶段所做的AMS14 C测年结果分别为 96 90aBP、12 980aBP ,2 6 35 0aBP ,2 796 0aBP ,37410aBP ,412 6 0aBP .

黄土剖面古土壤和生物化石^(14)C测年对比

精确、可靠测定古土壤和生物化石年代是重建环境变化过程、探讨人地关系的关键.研究古土壤中不同组分年代的异同对于分析土壤中碳附存状态和碳储存库十分重要.对甘肃省榆中县境内兴隆山典型黄土剖面采集的动物化石、土壤无机质、土壤有机质3个样品进行常规14C和AMS测年,发现同一地层相同点样品不同组分的测年结果相差悬殊,样品无机质比其有机质年龄(3682±70)a偏老2624a.对其14C测年可靠性对比分析发现,常规14C和AMS对骨骼和牙齿化石测年相差仅为13a,校正为日历年后几乎相等,认为实验室产生的误差很小,而碳的来源、组成及其“死碳”混入的比例是影响测年结果的主要因素.化石年龄与土壤有机质年龄之间的差别,揭示该剖面可能存在持续时间达千年以上的沉积间断.由于同一层位骨化石、土壤有机质、土壤无机质14C测年结果差异,在进行化石年代确定、考古及古文明研究、生态植被恢复、土壤无机碳存储库研究中,年龄的界定应选择相应的测年数据.

古土壤中胡敏酸和胡敏素^(14)C测年值统计分析

文中使用统计方法对44个不同气候条件下形成的古土壤中胡敏酸、胡敏素的14C测年结果进行分析,探讨不同组分14C年龄的可靠性。对比和统计分析结果表明,从总体上胡敏素可能是古土壤中最古老的惰性组分,其14C年龄可代表古土壤形成(平均)年龄;形成于晚更新世的地质样品胡敏酸与胡敏素的14C年龄差异并不明显,但全新世尤其晚全新世的沉积物中胡敏酸与胡敏素的14C年龄差异比较显著,可能因埋藏较浅而受到更多的污染影响;对全新世(尤其晚全新世)古土壤样品开展不同组分14C测年是保证地质事件年龄准确可靠的有效手段。

稀释技术^(14)C测年可靠性的研究

稀释技术^(14)C测年的关键在于本底气的稳定,稀释技术测定的最大年限取决于样品的含碳量。同一样品无机碳部分和有机碳部分的对比实验和不同测年方法的对比实验,都证明稀释技术测定的^(14)C年龄不但复现性好而且可靠。

内蒙古大青山南麓古土壤^14C测年研究

对采自内蒙古自治区土默特左旗上达赖村附近的大青山南麓山前断裂带上 5 个钙质古土壤样品和 1 个陶片样,分别用 NaOH 溶液将古土壤样品分离出胡敏酸、胡敏素和古土壤全碳以及无机碳酸盐等不同组分,对这些组分进行 C 年代测定,同时对陶片进行热释光的年龄测定,以探讨古土壤的中不同组分的 C 测年可14靠性。

关中地区2万年以来黄土序列中蜗牛化石及其有机质的^14C-AMS测年初探

前人在黄土—古土壤地层的14C年代学研究中,探讨了不同测年物质的可靠性,但不同物质组分获得的年代差异较大,这是由于选用的样品不符合定年条件,所以选择可靠的样品组分和有效的前处理方法显得尤为重要。对关中地区2万年以来黄土序列中有机质、花粉浓缩物和蜗牛化石进行了AMS14C年代学研究。运用现生蜗牛壳体的AMS14C测定来校正化石蜗牛的年龄,结合剖面中孢粉浓缩物、土壤有机质的AMS14C年代学对比研究,发现蜗牛化石壳体的文石可以提供较可靠的年代数据,为14C测年的可靠性研究提供了一种可能的途径。

常规放射性(14)C测年金属系统装置研发和优化

放射性同位素^(14) C测年技术广泛应用于第四纪地质学、考古学、海洋学和古气候等学科。常规^(14) C测年,是采用β衰变低本底液体闪烁计数仪记录一定时间间隔内一定量样品中^(14) C原子衰变数目的方法,由于仪器操作简单、方便,在不受样品量限制的情况下,测试的精度能够满足测年的要求。^(14) C测年液闪法样品制样前处理系统主要在真空玻璃系统中完成,但真空玻璃系统容易出现破碎、断裂,每个实验室需要配备专门的玻璃焊接师傅维护和维修真空玻璃系统,制约着^(14) C测年技术的发展。文章探讨了常规^(14) C制样系统的升级改造,建立了一套金属系统、不用玻璃焊接,无油污染、安装方便、拆卸灵活的常规^(14) C测年样品制备系统,该套系统解决了常规^(14) C发展中遇到的难点问题,使得常规^(14) C测年技术得到更好的推广和应用。

基于大样本^(14)C测年资料的华北平原沉积速率研究

华北平原是我国研究程度较高的地区,历年来积累了大量的14C测年资料。从这些资料中尽可能地提取沉积速率的信息,并进而研究华北平原沉积速率的变化及其与流域自然和人文环境变化之间的关系,是一个有重要意义的问题。利用华北平原456个地点的14C年龄与样品埋深资料,计算出了各个样品所在层位沉积以来的平均沉积速率(RT),以此来近似反映各地点的平原沉积速率,并据此建立了RT随时间的变化关系。从古至今,RT有明显的增大趋势。以点群的上包线反映各时代的平原最大沉积速率,该指标可以反映华北平原的主体即黄河下游冲积平原的沉积速率。发现了最大平均沉积速率随时间变化过程中的4个突变点,分别为10000aB.P.,5000aB.P.,3000aB.P.和1400aB.P.。4个突变点将上包线分成5条折线,由此可以将近4万年以来的变化分成5个阶段。从古至今,5条折线的斜率增大,反映了平原沉积的加速过程;并对4个突变点的成因进行了解释。阶段1,阶段2和阶段3沉积速率的加速是由自然原因造成的;阶段4和阶段5沉积速率的加速则是由自然和人为原因共同造成的。从456个地点的14C年龄与样品埋深资料中提取了距今4万年以来华北平原的平均沉积速率的信息,计算出平均沉积速率为0.9mm/a。按此求出,近4万年以来华北平原的沉积总厚度为36m。

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。

一种地下水^(14)C测年沉淀法采样新程序及对以往测年成果可靠性的评估

国际原子能机构推荐的地下水^(14)C测年沉淀法采样程序因未能有效控制大气CO_2污染,常使古老地下水^(14)C测年结果偏年轻许多。在分析可能存在的大气CO_2污染途径及影响因素的基础上,开发了一种融入多种大气CO_2污染控制技术的地下水^(14)C测年沉淀法采样新程序。新采样程序在保持操作简便的前提下,使大气CO_2污染得到有效控制;通过专门设计的样品瓶实现了采样程序与制样程序的有效衔接,有利于降低制样程序中的大气CO_2污染。以苯合成-液体闪烁计数法测定^(14)C比活度,新采样程序使古老地下水^(14)C测年结果(在测年上限50×103年以内)不再产生可识别的偏差。在河北平原地下水^(14)C测年采样中的初步应用显示,早期取得的古老地下水^(14)C测年结果存在较大的负偏差,例如对^(14)C表观年龄约为47×10~3年的地下水,可偏年轻20×10~3年以上。因此,有必要对以往取得的古老地下水^(14)C测年结果及由此得出的研究结论是否可靠重新进行评估。地下水^(14)C测年沉淀法采样新程序的推出使传统放射性测量法重新得到重视,因采用的样品量千倍于加速器质谱法,使制样程序中的大气CO_2污染更易控制,古老地下水^(14)C测年结果更具可靠性。

^(14)C测年在珠江三角洲古地理环境研究中的应用

^(14)测年方法应用于珠江三角洲古地理环境的研究,根据300多个^(14)C年代数据,结合样品的岩相、古生物学、化学和矿物学等方面的研究,了解珠江三角洲的发育和演变,以及古气候、海平面变化和人类活动和历史。同时还讨论了^(14)C测年方法在古三角洲研究中的一些问题。

分子化石单体AMS-^(14)C测年研究进展

综述了正构烷烃和木质素酚单体AMS-14C测年研究现状,并分析了分子化石单体AMS-14C测年技术存在的问题及发展趋势。