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。

河南三杨庄剖面光释光年代学研究

河南省安阳市内黄县三杨庄遗址是由于黄河下游洪水快速掩埋而保存的汉代文化遗址,是研究黄河流域历史气候变化与古河道变迁的理想载体。近年来,石英的光释光(OSL)测年技术广泛应用于水成沉积物的定年。本文选取三杨庄文化遗址区的一个深度为10.40 m的剖面,使用细颗粒石英单片再生剂量(SAR)法OSL技术测量了该剖面的8个样品的年龄,建立了剖面年代标尺,并与前人测得的加速器质谱(AMS)^(14)C年龄进行了对比,结果显示:(1)三杨庄剖面年龄分布在约12.43 — 1.21 ka,沉积于整个全新世时期,剖面沉积速率波动幅度较大,在约3.91 — 3.15 ka(深度9.60 — 5.00 m)沉积速率很快,而3.91 ka之前的早—中全新世时沉积速率较慢;(2)剖面深度8.60 — 5.00 m,^(14)C年代相对OSL年代出现严重高估,高估值随深度增加而增大,由约2 ka变化到约7 ka,推断三杨庄剖面^(14)C年代的高估可能是由于碳库效应的影响;(3)三杨庄剖面细颗粒石英OSL测年结果指示细颗粒石英在河流-洪积相沉积物测定中的潜力。

云南湖泊碳库效应

具有高精度年代序列的湖泊沉积物是研究古气候的理想载体,而碳库效应是制约精准年代序列建立的主要障碍之一。选取云南地区13个湖泊的年代数据,通过现代校正法、线性回归法和地层关联法等碳库校正方法,探讨了云南地区可能存在的湖泊碳库效应及其影响因素。结果表明,泸沽湖、程海、洱海、大理西湖、云龙天池、腾冲青海、星云湖、杞麓湖、阳宗海和滇池10个湖泊均存在较大的碳库效应,勐梭龙潭、异龙湖和抚仙湖的碳库效应则极小或不存在;云南地区湖泊的平均碳库年龄为1010年,碳库效应介于我国青藏高原、西北地区和北方地区、南方地区之间,这与云南地区碳酸盐岩基岩分布广泛、植被密集且湖泊生产力较高有关。从空间上看,云南地区的湖泊碳库效应有明显的差异,滇中的阳宗海碳库年龄高达2642年,滇西各湖的碳库年龄均低于2000年,滇南的勐梭龙潭碳库年龄仅有105年。在碳酸盐岩广布的云南地区,基岩性质可能是碳库效应形成的主导因素;此外,湖泊汇水面积和补给水源等也影响了抚仙湖和腾冲青海等湖泊的碳库效应。从时间上看,湖泊水文状况及流域植被覆盖度的变化可能导致了星云湖、腾冲青海、程海、泸沽湖和云龙天池等湖泊碳库效应的时间变化,比如泸沽湖深部岩芯的碳库年龄与现代碳库年龄相差较大,云龙天池的碳库年龄随着深度的增加而增大。研究表明,云南地区碳库效应时空变化的复杂性对建立精确定年有较大影响,因此厘清湖泊碳库效应大小及时空变化特征对建立可靠的湖泊沉积物年代序列十分重要。

湖泊碳库效应及校正方法

湖泊作为过去环境变化的信息载体,可以很好地提供高分辨率的连续记录,因此常被用来进行定年研究。湖泊沉积物放射性碳定年由于缺乏陆源植物残体、碳屑等可靠的定年材料,多选用其他材料(如全样有机质、水生残体及各类壳体),但是这些材料通常受到"碳库效应"(The reservoir effect)的影响,而使得年代结果失真,导致难以建立高精度的年代框架,成为这一领域研究放射性碳年代应用的瓶颈。因此,如何对湖相沉积物14 C年代结果进行有效的碳库效应校正,对高精度年代序列的建立具有重要意义。本文综览了近几十年来针对湖泊碳库效应进行研究所取得的一系列研究成果,详细总结了影响湖泊碳库效应的各种因素,讨论了碳库效应对湖泊沉积物定年结果的影响;分析了目前对湖泊碳库的各类校正方法,包括使用同一测年手段、不同测年材料建立点上碳库大小以及采用不同测年手段对碳库的校正等。本文为湖泊沉积物高精度年代序列的建立提供了一定的参考。