青藏高原东缘黄土光释光测年方法的比较研究

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黄土、深海沉积和冰芯三者统称为研究全球气候变化的三大理想材料,是第四纪环境变化研究的重要内容。青藏高原东缘广泛分布着黄土堆积,很好地记录了高原地区古环境演化过程。目前,学者们主要围绕其成因、物质来源、沉积特征及环境意义,而年代学的研究比较薄弱。建立可靠的年代框架是研究高原黄土沉积过程和环境意义的重要前提。光释光技术的快速发展和应用,为高原黄土的年代学研究提供了良好的契机。本研究选择位于青藏高原东缘的典型黄土序列为对象,通过开展详细的黄土光释光测年工作,将石英单片再生剂量(SAR)法与石英标准生长曲线(SGC和LS-SGC)法、钾长石两步法(post-IRIR)测年进行比较研究,讨论释光测年在高原东缘黄土定年中的适用性和可靠性。研究结果有助于深入系统地理解高原黄土的沉积过程及其环境意义。基于以上研究工作主要获得以下认识:(1)青藏高原东缘黄土石英光释光分析表明:200~260℃之间出现一个温度坪,且各参数结果较理想;高原东缘黄土石英信号以快组分占主导,能用SAR法测试等效剂量;De值频率直方图、离散度和信号的离散度显示该区域样品埋藏前信号经历充分晒退;生长曲线形态和饱和剂量得出该区域石英样品信号在200~230 Gy(~5万年)达到饱和,石英年龄存在低估。通过SGC法获得的De仅在0~100 Gy与SAR法实测值一致;LS-SGC法拟合的生长曲线结果更佳,并且LS-SGC估算的De在100~200 Gy与实测De具有较好的一致性。(2)前置温度检验、剂量恢复、循环比和回授比等表明pIR200IR290能用于高原东缘钾长石等效剂量测试;分析钾长石IRSL200和pIRIR290信号衰减曲线,发现两个温度下的初始光子计数均可达n×104以上,释光信号足够强;对比两个温度下的信号得知pIRIR290信号较IRSL200更稳定,更能获得一个可靠的De值;钾长石De值分布和超离散度及残余剂量分析表明该地区钾长石pIRIR290信号晒退好且钾长石残余剂量低于8 Gy;生长曲线形态和钾长石饱和剂量显示本研究钾长石信号处于未饱和,年代结果测试可靠。(3)石英OSL测年和钾长石pIRIR测年的综合对比发现:石英测年上限内,钾长石pIRIR290年代与石英结果在误差范围内一致,验证了钾长石测年的可靠性,石英和钾长石的年代均可作为高原黄土定年。老于~5万年样品,石英年代存在低估,可选择钾长石pIRIR290年龄建立黄土年代框架。马厂黄土剖面的综合测年结果显示,高原东缘黄土沉积于16万年以来。黄土堆积速率低于黄土高原地区;末次冰期高原东缘黄土堆积速率大于末次间冰期古土壤的堆积速率,这一模式与黄土高原一致。
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