丹江一级阶地沉积地层光释光测年研究

全新世古洪水事件光释光测年研究——以渭河下游临潼段为例王恒松;黄春长;周亚利;庞奖励;查小春;顾洪亮【摘要】通过对渭河下游河谷进行深入的考察,在临潼段发现全新世黄土-古土壤层里夹有古洪水滞流沉积层.在剖面系统采样并进行磁化率和粒度成分分析,从沉积学角度证明该地层记录了全新世以来古洪水事件的信息.同时,在剖面采集OSL测年样品,应用单片再生剂量法(SAR)进行红外后蓝光(Post-IR OSL)释光测量,获得了7个OSL绝对年龄值,建立了全新世剖面年代深度关系曲线,确定渭河在3200～3000 a B.P.之间发生特大洪水事件.综合地层学对比以及剖面磁化率和粒度等气候替代性指标分析,揭示了全新世中期向晚期转折过渡时期,气候向干旱化转折,气候不稳定,频繁波动,降水变率大,是造成渭河流域特大洪水事件发生的主要原因.%Field investigation was carried out in the lower Weihe River valley and, as a result, a Holocene loess-soil profile interbedded with flood slackwater deposits (SWD) was found in Lintong segment. The analytical results of grain-size distribution and magnetic susceptibility indicate that this profile has recorded the information of palaeoflood events that occurred during the Holocene. OSL dating of the samples from the profiles using the post-IR technique with the SAR protocol shows a linear relationship between the age and the depth. The extraordinary palaeofloods on the Weihe River were therefore dated at 3200-3000 a B.P. In combination with the stratigraphic correlation and climate proxy of grain-size distribution and magnetic susceptibility, the authors hold that extraordinary palaeofloods occurred just at the turning point from the middle Holocene climaticoptimum to late Holocene dry conditions at about 3100 a B.P. The palaeofloods occurred because of the frequent climatic variation and the unstable atmospheric system in relation to the global climatic change. The catastrophic climate has resulted in both the extreme aridity and great palaeofloods.【期刊名称】《地球学报》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】9页(P227-235)【关键词】OSL测年;古洪水事件;全新世;渭河【作者】王恒松;黄春长;周亚利;庞奖励;查小春;顾洪亮【作者单位】陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安 710062;黔东南民族职业技术学院,贵州凯里 556000;陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安 710062;陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安 710062;陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安710062;陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安 710062;陕西师范大学旅游与环境学院,陕西西安 710062【正文语种】中文【中图分类】P597;P331.1全球气候变化是当今人类社会关注的焦点问题之一, 由于历史资料记录的有限, 人们迫切需要从各种地质记录中寻找长时间的古气候记录。

嘉陵江上游灵官峡段一级阶地光释光测年嘉陵江是中国四大河流之一，起源于青藏高原，流经四川、重庆、湖南等地，最终注入长江。

其上游部分河道被称作“灵官峡”，是嘉陵江干流中最为险峻、壮美的地段之一。

本文介绍了对灵官峡段一级阶地的光释光测年研究。

一级阶地是指在河流演化过程中形成的河谷平面，其高度相对于河床约为10-20米。

在嘉陵江上游的灵官峡段，一级阶地的形成与该地区构造抬升、嘉陵江冲刷作用、气候变化等因素有关。

在一级阶地上发生的沉积事件可以为地质学家提供有价值的信息，例如反映当时的环境、构造活动等。

为了确定灵官峡段一级阶地的年代，研究人员使用了光释光（OSL）测年技术。

OSL是一种基于石英或长石矿物的放射性衰变的研究方法，可以用于确定从上次曝露到现在的时间。

石英或长石等矿物在暴露于光线下时，会被光子激发，激发后的电子会被夹在结晶晶格内。

当这些矿物再次被埋藏或掩埋时，光子不能再进入，因此存储在结晶晶格中的电子会逐渐聚集，直到达到平衡。

当矿物被取出并用光线暴露时，聚集的电子就会再次释放出来，这种释放光强度的测量可以用于确定矿物曾经暴露于光线下的时间。

研究人员采集了灵官峡段一级阶地的多个样品，包括河床砾石、河岸堆积物等。

在实验室中，将样品用机械和化学方法精细处理，以获取纯净的石英或长石矿物，然后用光照射以释放其中存储的电子并测量其光释光信号。

通过对信号的测量与模型计算，确定了灵官峡段一级阶地的形成时间为约10万年前。

这一研究结果对于理解嘉陵江上游地区的地质演化历史具有重要意义。

同时，OSL测年技术在地质学、考古学等领域中具有广泛的应用价值。

光释光测年技术1. 基本概念解释光照射矿物晶体，尤其是硅酸盐矿物晶体，激发晶体先前贮存的电离辐射能，并以光的形式释放出来，亦即晶体被光激发而发射的光，就是光释光(OSL)。

通过OSL信号强度的测量，建立OSL信号与辐照剂量的关系，就可获得样品埋藏期间所吸收的电离辐射剂量即等效剂量DE值，而DE值又是样品接受的年剂量和样品埋藏时间的函数，即DE = ?（D, t）。

D为样品接受的年辐射剂量，又称环境剂量率，可通过样品及其周围物质的铀、钍、钾和含水量的测量来获得。

t为样品埋藏时间，即样品年龄。

也就是说：通过测量样品的光释光（OSL）信号强度和环境剂量率，经过OSL信号对辐照剂量的响应函数可获得样品的沉积埋藏年龄的技术即为光释光（OSL）测年技术。

2. 主要应用领域目前石英、长石等矿物光释光技术主要应用于第四纪碎屑沉积物的年龄测定。

鉴于这一方法测定的是第四纪沉积物中石英、长石等矿物最后一次曝光后被埋藏的年龄，即沉积年龄，它广泛应用于第四纪地质、环境地质、水文地质、构造活动等的研究和大型工程场地地壳构造稳定性或地震危险性评价。

此外，矿物光释光技术也被广泛用于古陶器、瓷器、燧石石器等考古器物测年以及第四纪火山喷发事件年龄测定。

3. 国外应用情况光释光测年技术是1985年由Huntley教授等提出的，国外研究以及应用都比较广泛。

主要应用在晚更新世以来风成黄土、沙丘的形成演化以及相关的气候－环境演变时间序列、古水文演化、活动构造和古地震、海啸等方面。

特别是2000年Murray和Wintle在总结和归纳前人研究的基础上通过大量试验提出了石英颗粒“单测片再生剂量技术”（“Single-aliquot regenerative-dose procedure”, SAR）以来，光释光测年方法在上述应用方面都取得了一系列突出的新成果（Wintle and Murray，2006；M.Walker, 2005）。

4. 国内应用情况国内主要应用于广泛发育于我国北方的黄土－古土壤序列及其记录的气候－环境变化、干旱－半干旱区风砂活动及沙漠形成和演化、地貌过程、古水文演化、构造活动和古地震、古人类遗址和考古研究等方面的测年和年代学研究，并在古陶瓷（王维达等，2005；夏君定等，2005）、黄土地层测年（王旭龙等，2006；Lu,et al,2007）、沙丘砂和风砂活动测年（Li Shenghua et al,2002；Zhao H. et al,2007）和古地震事件测年（Lu, et al,2002）等取得了重要研究成果。