论文部分内容阅读
26Al/10Be埋藏测年法是近十多年发展起来的测年新技术。受次级宇宙射线的照射,近地表的石英矿物会发生核反应,生成原地宇生核素26Al、10Be,二者生成速率之比为定值。石英矿物经长期暴露后,若被流水冲入洞穴或快速埋藏,且埋深足以定量屏蔽次级宇宙射线,已积累的26Al、10Be不断衰减。由于26Al的半衰期约为l0Be的一半,二者浓度比将从初始值随时间呈指数下降。因此可将这一比值用于测定矿物的埋藏年龄,范围为0.3-5Ma(百万年)。该方法理化基础坚实,独立于其他测年技术,测年对象(石英矿物)分布广泛,因此近年来被广泛地应用于早、中更新世地质事件年代的研究。许家窑-侯家窑遗址位于泥河湾盆地北缘,在上世纪70年代的多次发掘中,出土二十件人类化石(被认为属早期智人)及大量石制品(以具本地特色的石球为代表)和哺乳动物化石,是我国考古信息最为丰富的露天古人类遗址之一。长期以来,该遗址的年代归属问题是学术界争论的焦点。地层古生物、骨化石铀系测年、光释光测年等多方面研究均表明该地点文化层年代为晚更新世。然而近年来,新的古地磁研究结果将文化层之下3m处的地磁倒转事件对应于B/M界线,而非原先认为的Blake事件。根据不同方法得出的沉积速率,文化层年代被认为是中更新世早-中期,或者更为精确的500ka。若古地磁研究结果无误,许家窑-侯家窑遗址已进入埋藏测年的应用范围。该地点文化层富含石英,且基本符合该法的假设前提,所以本文对其进行埋藏测年。实测了采自遗址74093地点地表下约12.5m处(下文化层)的石英砂与砾石样品各一个,年代结果分别为0.01±0.12Ma和0.12±0.23Ma。加权平均后的结果(0.03±0.22Ma,±2σ)显示文化层年代应不早于250ka,表明根据古地磁层序和平均沉积速率推算出的年代结果明显偏老。本文年代结果具有较高的可信度,为解决上述年代争议提供了有力依据。从石英样品中提取年代数据,化学分析是其中的重要一环。Al的回收率及纯度很大程度上制约着年代结果的精度。然而Purdue大学现有Al实验程序中一些步骤操作较为繁琐,主要体现在:1.树脂颗粒(75~150μm)偏大,淋洗过程冗长且效果欠佳;2.主要用H2O2、HNO3反复处理以破坏H2C204,操作费时,H202分解产生大量气泡易引起样品间的交叉污染。针对以上二个问题,本文进行了如下条件实验:改变树脂粒径及淋洗液组成,从阴离子交换树脂上洗脱Al;实测不同淋洗液条件下,Al在阳离子交换树脂上的分配系数,并最终通过阳树脂从含H2C204的淋洗液中提取Al。结果显示:选用颗粒较细的阴离子交换树脂(38-75μm)并沿用原先淋洗液组成(0.05mol/L H2C2O4-0.5mol/L HCl),所得淋洗峰较陡且淋洗体积可减少至20ml;在0.05mol/L H2C2O4-0.5mol/LHCl中,Al可被定量吸附于阳树脂,因此可采用阳柱接于阴柱之下的方法将Al转移至阳树脂上,后用4mol/L HCl从阳树脂洗脱回收Al。此方法可使Al全程回收率达到91±5%,纯度为98%。