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释光测年技术为准确获取黄土-古土壤序列气候变化信息提供了年代学依据,对第四纪地质学的发展发挥着重要作用。本文致力于中国典型剖面-洛川和西峰末次间冰期以来黄土-古土壤序列的红外释光(IRSL)和红外后蓝光释光([post-IR] OSL)信号特征及其等效剂量值的研究,获得的主要认识和进展如下:
1、通过对西峰黄土-古土壤序列中黄土和古土壤样品细颗粒混合矿物的X-衍射图谱及数据分析,以及对比同层位样品的IRSL信号及[post-IR] OSL信号比值、磁化率和岩性,得出了以下认识:斜长石在黄土层的平均含量比古土壤层的高,在地层剖面上斜长石/石英比值变化与磁化率变化趋势相似,该比值可反映地层的风化信息;附加相同的实验室再生剂量后,黄土细颗粒混合样品IRSL信号比古土壤的强,古土壤层之间的IRSL信号强度相差不大,[post-IR]OSL信号强度在黄土层和古土壤层之间的变化也不大;IRSL/[post-IR] OSL比值曲线与斜长石/石英比值曲线及磁化率曲线随地层深度的变化趋势相似。IRSL/[post-IR]OSL比值主要取决于斜长石/石英比值,有可能成为黄土-古土壤序列的一种敏感性气候环境变化替代性指标。
2、对西峰剖面一个典型的黄土细颗粒混合矿物样品进行大量的条件实验研究后发现:短时间红外激发后的黄土细颗粒混合矿物样品[post-IR] OSL信号主要来源于长石的贡献,长时间红外激发后[post-IR]OSL信号主要来自石英的贡献;黄土样品[post-IR]OSL信号获得可靠等效剂量坪区间的条件是:预热温度范围为220-280℃,预热时间为10秒:红外激发时间大于200秒。
3、对洛川剖面马兰黄土(L1)末次冰期底部样品的细颗粒混合测样进行热处理实验后发现:长时间预热比短时间预热可多去除6%的异常衰减信号,但仍有10%的IRSL信号在地质时期发生了异常衰减,产生约16%的IRSL年龄低估,无论预热多长时间也无法将产生异常衰减的不稳定信号完全去除。因此认为异常衰减现象分为热效应和非热效应两种,热作用不能完全去除异常衰减,只能部分减缓异常衰减的产生效率。
4、对三个不同剖面的混合矿物IRSL等效剂量值研究后发现:大于100 Gy的所有样品IRSL等效剂量值均发生了异常衰减;水下沉积物与风积物的异常衰减行为不同,风积物IRSL等效剂量值与[post-IR] OSL等效剂量值近似线性相关,而水下沉积物二者非线性相关。
5、对洛川剖面1-7万年的17个黄土细颗粒混合矿物样品进行IRSL测年实验研究后得出以下认识:1)相同的实验剂量可以校正不同样品的感量变化;2)用99个点建立的IRSL综合生长曲线直至778Gy还在增长,[post-IR]OSL综合生长曲线在300 Gy处就开始出现饱和,可能暗示IRSL测年的时间跨度两倍于[post-IR]OSL测年的时间跨度;3)在10ka-30ka期间黄土样品的IRSL信号异常衰减速率近似于线性增长,直至恒定;在30ka-70ka期间样品的IRSL信号异常衰减速率在误差范围内恒定不变,IRSL年龄值可能被平均低估约16%。