早更新世地层ESR法测年可靠性研究——以靖远剖面为例

第四纪碎屑沉积物是新构造运动和第四纪地质环境变化的重要信息载体。对第四纪碎屑沉积物,尤其是对距今200ka以上不含火山灰的粗颗粒样品(如砾石堆积)进行测年,一直是第四纪年代学研究中的重点和难点问题,石英ESR测年法是能够直接测定这类样品的测年方法之一。但是,将石英ESR法测年应用于早更新世沉积物(特别是粗颗粒沉积)结果的可靠性国内外至今鲜有报道,是目前亟待解决的年代学问题之一。文中基于石英ESR法测年原理和前人的研究成果,以已知年龄的下更新统靖远砾石层为研究对象,探讨了早更新世砾石堆积石英ESR法测年的可靠性。结果显示:1)靖远砾石层石英Ti-Li心在11000Gy附加剂量范围内ESR信号未饱和,Al心在13000Gy附加剂量范围内ESR信号未饱和;2)单饱和指数函数和“指数+线性”函数可分别为Ti-Li心和Al心提供更优的等效剂量拟合结果,且拟合效果均优于0.98;3)靖远砾石层石英Ti-Li心和Al心的平均ESR测年结果分别为(1.67±0.15)Ma和(1.65±0.69)Ma,与已知的宇生核素测年结果(约为(1.73±0.13)Ma)和岩石地层结果在误差范围内是一致的。综上所述,石英Ti-Li心和Al心ESR法测年均可为早更新世含砂质透镜体的砾石层堆积提供可靠的年代学数据。

ESR-铀系法牙齿化石测年及其在中早更新世考古遗址年代学研究中的应用

介绍了电子自旋共振(ESR)法与铀系测年法联合对牙齿化石测年的基本原理,通过引入参数p反映牙齿化石中各组织的铀吸收过程;阐述了ESR-U系联合测年法的测年时限、测年精度及影响因素。对于我国中早更新世考古遗址的化石测年具有潜在优势,是目前唯一可行的对老地点化石样品进行直接测年的方法。

牙化石珐琅样的ESR测年研究

报道了金牛山古人类遗址5个牙化石样品的ESR和铀系法对比测年结果。两种方法给出相近的23—24万年的年龄值。着重讨论了ESR测年中简单指数拟合求累积剂量的困难、α射线相对效率和氡逸失系数的实验测定以及应如何选择铀加入模式等问题。

ESR法测牙珐琅化石年龄中累积剂量测量的初步研究

研究了牙珐琅化石的ＥＳＲ信号对辐照剂量的响应关系，讨论了用指数目数拟合定牙珐琅累积剂量ＡＤ的适用范围和所产生的系统误差的大小，并以郧县古人类遗址牙珐琅样品为实例检验了上述研究结果．

南京直立人地层的 ESR 测年研究

用ＥＳＲ方法测得５个采自南京直立人地层化石牙珐琅样年龄的平均值为３５５±４２ｋａ。基于铀早期加入模式的ＥＳＲ测年的合理性为同地层牙化石样和方解石样的不平衡铀系测量所验证。研究结果认为南京直立人在时代上与晚期北京人相当而早于和县直立人。

云南丽江地区大具盆地早更新世金沙江砾石层的发现及其意义

报道了云南大具盆地北部金沙江下渡口西岸的2层早更新世金沙江砾石层,它们分别位于盆地底部的冲、洪积砾石层的底部。该砾石层的砾石分选与磨圆很好,局部被钙质胶结,成分复杂,大部分为本地所无,表明其应为金沙江长距离搬运而来。该砾石层的钙质胶结物和钙质砂层2个样品的ESR年龄测定结果分别为1950±230kaBP和1770±160kaBP,属早更新世。对比其上游四川德格含下更新统汪布顶组哺乳动物群的金沙江第五级阶地砾石层和下游四川攀枝花金沙江沿岸伏于中、晚上新世湖相沉积昔格达组之下的分选与磨圆良好、成分复杂的河流相砾石层,表明在早更新世甚至上新世时期,金沙江已经贯通。

青海格尔木早更新世昆仑河砾岩的发现及其地质意义

昆仑河发源于昆仑山,是格尔木河的重要支流之一。前人所报道的新近纪与第四纪地层,主要集中于昆仑山垭口地区,而在昆仑河—格尔木河谷地中,只有中更新世以来的最新地层,从而提出了发生于1.1～0.6 Ma BP间的"昆仑—黄河运动"的概念。然而在昆仑河谷中发现了厚达20 m的钙质胶结的河流相砾石层(昆仑河砾岩),其分布、特征及其与纳赤台沟组、三岔河组和低阶地沉积等上覆地层的不整合接触关系,以及ESR法测定的该砾石层2个钙质胶结物样品的年龄(分别为1 042±104 ka BP与1 269±126 ka BP)均表明,早在距今1.27～1.42 Ma之前昆仑河—格尔木河河谷已经形成,而且已深切到现今的谷底。此后河谷内的多次切割与堆积,不应是构造运动的结果,而可能是冰期与间冰期气候变化所引起的侵蚀与搬运能力变化造成的。同样,昆仑山相对于柴达木盆地的强烈隆升至少应发生于距今1.27～1.42 Ma之前。

用牙珐琅电子自旅共振法测定早更新世古人类与石器地点年代的探索

研究了用牙珐琅电子自旅共振测年法测定早更新世古人类和石器地点年代中存在的若干基本问题：（1）指数拟合能否较准确地测定累积剂量；（2）牙珐琅ESR信号的热稳定性；（3）样品中铀加入模式；（4）珐琅中高铀含量对测年的影响。结果认为，对上述因素未完全了解和未做相应校正之前，早更新世牙珐琅的早期细加入ESR年龄很可能只是真实年龄的下限。

巫山县龙骨坡地层的电子自旋共振测年

本文报道对重庆市巫山县庙宇镇龙骨坡地层剖面的 4个动物牙珐琅化石的电子自旋共振法 ( ESR)测年结果 ,该剖面的第 7— 8层曾出土被原发掘者定为属早更新世的 ,目前有争议的人属化石和石制品。本文认为早更新世牙珐琅样品的 ESR早期铀加入模式年龄一般是真实年龄的上限 ,即年轻于真实年龄。 ESR测年结合该地层剖面的古地磁研究 ,给出该剖面第 7- 8层很可能与古地磁的奥杜威极性亚期相当 ,距今约 1 .8百万年。

华南早更新世巨猿动物群的ESR／U-系年代

华南的第四纪喀斯特洞穴堆积含有丰富的哺乳动物群化石，其中以步氏巨猿（Gigantopithecus blacki）为代表的巨猿动物群化石一直备受学术界关注。为建立巨猿动物群演化的绝对年代框架，本文采用牙化石ESR/U-系结合测年法测定重庆龙骨坡、广西田东吹风洞和么会洞以及广西崇左三合大洞动物群的地质年代。牙化石ESR/U-系结合测年法是将牙化石样品的ESR分析（古剂量和年剂量）与U-系分析（U-Th同位素）相结合用来模拟牙齿各个组织在地质时期的U-吸附过程，以计算牙组织中的U对古剂量的贡献，因此ESR/U-系年代比常规ESR年代更准确。本文测定了28个大型哺乳动物牙化石的ESR/U-系年代，结果表明龙骨坡动物群的地质年代为上新世晚期至早更新世早期，可限定为2.86~1.95Ma；吹风洞和么会洞动物群的地质年代在误差范围内一致，为1.97~1.38Ma；三合大洞动物群的地质年代为早更新世晚期至中更新世之初，约910~600ka。

中国早更新世考古遗址电子自旋共振-铀系联合法牙齿化石测年问题研究

电子自旋共振与铀系联合法测定动物牙齿化石年代是目前我国早期人类活动遗址年代学研究中一种比较可行的测年手段。本文简单介绍了这一方法并探讨了其在测年中的一些基本问题,研究显示:1)对于早更新世地点的牙齿样品,采用双饱和指数函数拟合古剂量优于目前普遍采用的单饱和指数拟合;2)计算样品内部剂量时,在没有铀析出的情况下,US模式与早期(EU)和线性(LU)模式相比可以更客观的重建样品中铀的吸收历史;3)对于外部剂量在总剂量中所占比重较大的样品,在无法采用等时线法测年的情况下,野外γ剂量率的实地准确测量至关重要。电子自旋共振与铀系联合法有望应用于我国早更新世考古遗址的测年,但方法本身还需不断完善和发展。

中国早中更新世古人类遗址年代学研究中两种同位素测年方法的应用与思考

中国早中更新世人类遗址的发现对研究东亚地区早期人类的生存与演化具有重要意义,但这一时段的遗址已超出或接近^(14)C、光释光和铀系等常用同位素测年方法的极限。电子自旋共振/铀系(ESR/U系)联合化石测年和宇宙成因核素^(26)Al/^(10)Be埋藏测年是目前为数不多的能同时对早中更新世遗址地点进行年代学研究的两种同位素测年方法,优势在于可以直接对被关注的考古遗存(如文化层内的动物化石或石英质砾石石制品)进行测年分析,避免了由于测年对象与考古遗存之间地层关系的不明确给测年结果带来不确定性。本文以云南元谋人、北京周口店第一地点、湖北白龙洞和山东沂源人遗址为例,介绍了ESR/U系法和^(26)Al/^(10)Be埋藏测年法在上述早期遗址年代学研究中的应用,并探讨了两种方法存在的局限性。对于洞穴遗址的ESR/U系联合测年,化石年龄的不确定性主要来自于对化石外部剂量率的重建,需要化石有较明确的出土层位;而^(26)Al/^(10)Be埋藏测年需要解决来自于被测沉积物或石制品可能存在的复杂埋藏历史对测年结果的影响。ESR/U系联合化石测年和等时线^(26)Al/^(10)Be埋藏测年方法是目前最可行的早期遗址测年技术手段,在动物群化石组合和磁性地层学等间接测年方法给出的时间框架下,通过上述两种同位素测年方法可以为研究东亚早期人类活动提供更为精细的年代。