首都师范大学光断代实验室辐照系统的标定

用剂量传递的方法 ,对首都师范大学光断代实验室的辐照系统进行了标定。实验中使用了LiF、QF30 1和Al2 O3三种剂量计 ,同时通过RGD - 3B热释光剂量仪读数、光子计数、峰面积积分等数据进行系统标定。

释光断代技术研究

本文对释光断代中遇到的问题提出了一些看法,供同行们进一步研究和讨论。

热释光信号在泥石流发生后的变化

用热释光研究了云南小江流域蒋家沟现代泥石流物质热释光信号的变化。样品包括物源区倒石堆风化物(5个样)、通过区堆积物(3个样)、堆积区表碛层(12个样)。测试结果显示:由于阳光晒褪情况不同,释光矿物在泥石流发生过程中热释光信号的强度有明显的衰退;堆积区表碛层12个样的泥石流物质似是2次泥石流形成的,其剩余等效剂量相差很大,其中13–19号样是泥石流物质堆积时晒褪较充分的一段。研究显示释光测年可用于泥石流的断代。

蒋家沟流域现代泥石流物质选频光释光特征初步研究

采用BG2003释光仪研究了云南蒋家沟流域的大凹子沟、蒋家沟、泥得坪沟及其多照沟4个泥石流沟底泥石流物质的选频释光特征,确定了发射光子的特征发射频率。在蓝光(480nm)激发下,在波长为300nm、310nm、320nm、400nm和460nm下,大凹子沟与蒋家沟泥石流物质吸收的光子数都极为接近。用绿光(532nm)激发上述相同的样品,发现大凹子沟与多照沟底的泥石流物质吸收的光子数在波长为310nm、320nm时也十分相近;进而在相同实验条件下,用绿光激发东北地区沙漠砂样品,得出沙漠砂物质的吸收光子数远大于泥石流物质的吸收光子数。

蒋家沟流域古泥石流物质选频释光特征研究

采用BG2003释光仪研究云南蒋家沟流域泥得坪台地、多照台地、大凹子沟、蒋家沟4个地点的8个古泥石流物质样品的选频释光特征,确定了发射光子的特征发射频率。在蓝光(488 nm)激发下,各样品的发射光子分别出现在波长为300、310、320、400、460 nm处。用绿光(532 nm)激发上述相同样品,发现其在波长为300、310、320、460 nm时的计数最为明显。进而确定出泥得坪堆积台地在不同时期泥石流物质释光谱图大体一致,但大凹子沟与多照古泥石流堆积台地不同时期的泥石流物质释光谱图表现出差异。以泥得坪堆积台地为例,该台地的上部、中上部、下部泥石流物质样品在绿光激发下,在波长为310、3204、60 nm处,随辐照剂量的加大,样品的释光光子数递增。由这一规律可确定泥得坪堆积台地泥石流物质用于年龄测定的波长。

北京以北沙漠砂样的选频释光特征研究

采用BG2003释光仪对北京北方科尔沁沙地和浑善达克沙地表层砂的选频释光特征进行了研究,发现在热激发条件下,在85℃–135℃和350℃–400℃温度区间光子计数最多的来源于4.13eV(300nm)、4.00eV(310nm)、3.88eV(320nm)和2.70eV(460nm);在绿光(2.33eV,532nm)激发条件下,释光光子的能量分别为4.00eV(310nm)、3.88eV(320nm)和2.70eV(460nm)。同时,8个采样点上述能量的释光光子计数在一定剂量范围内随辐照剂量增加而增大。特征波长具备了对辐射剂量响应的条件,可分别用于年代测定。

固体释光剂量计

本文讲述固体释光的原理和现状。利用自制的BG2003释光谱仪获得了不同波长的释光光子,将选频释光技术应用于固体释光剂量计是发展固体释光剂量计的新方向,用它进行年龄测定,对同一个样品可获得不同波长释光光子的数据,结果可互相比较,增加了结果的可信度。

云南东川泥得坪台地热释光测年研究

利用热释光断代技术对云南东川泥得坪台地进行地质年代测定,其年代测定结果为9.3～57.1ka,建立了古泥石流台地垂向年龄序列,得到泥得坪古泥石流的时间结构,为恢复古泥石流环境提供年代数据。年代数据显示:泥石流堆积具有不连续性,并出现年代倒转;放射性元素铀、钍、钾可能受当地降雨的影响存在淋溶淀积,年剂量率随深度的增加而增大。

沙漠砂的选频释光特征

采用BG2003释光仪研究新疆的克拉玛依、沙湾黄梁、阜康西和鄯善，甘肃的雅丹、月牙泉，河北的天漠8个沙漠砂样品的选频释光特征，确定了发射光子的特征发射频率。在红光（632．8nm）激发下，释光光子波长为480和320nm时最为突显；热释光峰（350～400℃）释放出最多光子的波长分别为460和350nm。沙湾黄梁、鄯善、天漠冲积扇在波长为500nm和鄯善在波长310nm时表现出在一定剂量范围内释光光子数随辐照剂量增大的趋势，所以，此波长可分别用于测年。

多功能释光仪的设计

为了研究固体释光的本质,设计出了新一代释光仪BG2006型。它将动态分频接收光子、选频激发、自动进样等多种功能并聚于一体。在实验平台上已经实现了样品的释光特征曲线。

辐照剂量增量对泥石流物质热释光等效剂量的影响

等效剂量的准确测定是进行地质样品热释光年龄测定的关键。采用不同辐照间隔增量测量泥石流物质标样,测得的等效剂量值是不同的,说明辐照剂量增量对泥石流物质样品等效剂量值存在影响。测试选用已知等效剂量为30 Gy的泥石流标样,按不同的辐照剂量增量进行等效剂量测定。2.5Gy/min的β源(90Sr-90Y)辐照剂量增量分别选用1、2、4、6 min时,测得的等效剂量分别为19.3、22.3、26.4、23.0 Gy;8 Gy/min的β源(90Sr-90Y)辐照剂量增量分别选用0.5、1、1.5、2 min时,测得的等效剂量分别为17.6、19.6、25.3、15.6 Gy。研究表明:对于30 Gy的泥石流标样,剂量率为2.5 Gy/s的β源(90Sr-90Y)测定泥石流物质时最适合的辐照剂量增量为4 min。剂量率为8 Gy/s的β源(90Sr-90Y)测定泥石流物质时最适合的辐照剂量增量为1.5 min。

地质样品的选频释光特性

通过对巴丹吉林沙漠表层砂进行选频释光特性测定的工作,建立起一套标准测定方法。测定地质样品的选频释光特性时应采取的步骤包括:1)抽样测定剂量响应曲线获得适当的辐照剂量值并确定响应波长;2)测定样品的释光分频接收光谱确定样品的释光光子波长分布;3)通过测定样品的剂量响应曲线来验证辐照剂量值的设定,使样品具有辐射剂量计的特性。

外溢电子与释光

有一种固体在光的作用下是不发光的,而经辐射作用后,再用光激发时,固体又会发出光子。这一现象被称为辐射光致发光(Radio-photoluminescence)。与释光过程相似的有荧光(Fluoresccnce)和外溢电子(Exo-electron emission,EE),外溢电子也称作外电子发射。由于受激能量的不同,分为热激外电子发射(Thermo-stimulated exo-electron emission,TSEE)和光激外电子发射(Optical-stimulated exo-electron emission,OSEE)。电子运动产生光子,光能的激发造成电子的运动。产生的粒子在介质中进行传播。本文把实验中遇到的问题加以讨论。

氧化铝和石英颗粒对α射线的热释光响应

用剂量传递法对十孔α源进行标定。用粒径为<4μm、4–11μm、11–40μm、40–74μm和74–100μm的石英颗粒,先接受2.0Gyγ源照射,再接受不同剂量的α射线照射,测定它们的热释光响应特征。实验结果表明:α射线对粒径为40μm以上的石英颗粒透过性较差,粒径<4μm与11–40μm的石英颗粒对α射线的释光响应最好。本实验还比较了粒径范围为11–40μm的石英与氧化铝对α射线的热释光响应,结果表明:氧化铝(330℃)比石英(375℃)对α射线的释光响应好。

北京白河流域现代泥石流物质热释光本底研究

通过对北京白河流域柯太沟、西白莲峪两条泥石流沟谷堆积物的热释光测定,研究现代泥石流物质的热释光本底,得出泥石流物质在流动过程中其热释光信号存在明显的减弱现象。物源区、流通区和堆积区的等效剂量平均值分别为63.19、52.42和49.54 Gy。且因光晒退的影响,两条沟谷每个样点的表层本底值均小于距表层5～10 cm的深层本底值。北京白河流域泥石流堆积表层物质的残留本底值在11.2～28.5 ka之间,这一结果是应用古泥石流物质进行热释光测年的基础,为古泥石流测年提供了依据。

北京市昌平区钻孔岩芯的磁化率与粒度组份变化的相关性研究

以昌平区钻孔岩芯为例,分析沉积物粒级组分与磁化率大小变化的相关性。从厚约150 m的剖面选取590多个样品,分别测试从0.5～500μm各个粒度区间颗粒的百分含量和磁化率。通过计算它们之间的相关关系,认为湖相沉积物磁化率的变化与0.5～30μm间细粒物质的含量,特别是与0.5～10μm区间悬浮物质的含量反相关,而与65～500μm间较粗粒物质的含量正相关。这种相关性与黄土沉积刚好相反,反映了二者之间磁化率不同的变化机制,蕴涵着一定的古气候信息。

能隙中的电子运动

利用结晶固体的释光技术在BG2003释光谱仪上获得了MgSO4、CaF2、CaSO4、LiF以及石英和LiF（Mg，P，Cu）剂量片热释光的释光光子能量。为固体能带理论的研究提供了具体数据。

云南东川蒋家沟泥得坪台地古泥石流发生机理初步探索研究

由于特殊的地理环境,泥石流沉积成为晚更新世小江流域主要的沉积类型[1].本文对小江流域东川蒋家沟泥得坪台地晚更新世泥石流沉积剖面进行了孢粉研究,发现剖面沉积环境中的花粉组合主要以木本为主,其中以草本含量为主的样品,也是以喜湿的花粉类型为主,反映了泥石流爆发时期气候温暖潮湿的特点.在植被茂密降雨量丰富的地区发生高频率的泥石流,主要原因是该区处在构造活动强烈的地震带,有丰富的碎屑物质,所处地形陡峭,为泥得坪台地泥石流的爆发提供了外应力条件.