已知(现代)年龄岩石样品的光释光信号特征及测年意义

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:baiawquqf
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近年来,光释光测年技术已被成功应用于岩石暴露(埋藏)年龄的测定,在地质、地貌、气候和考古等研究领域显示出广泛的应用前景。该技术能准确应用于经历各种地质活动而暴露(埋藏)的基岩、砾石定年,了解影响岩石表层光释光信号晒退的特征及影响因素至关重要。本文对不同岩性岩石(红褐色长石石英砂岩、灰白色黑云母花岗岩)曝光不同时间的晒退实验结果分析得出:无论砂岩、花岗岩岩石表层的IRSL信号均可被光快速晒退;与深色砂岩相比,浅色的花岗岩有更高的晒退速率,在相对较短的暴露时间内(比如3 h),花岗岩表层约3 mm深度内的释光信号基本归零。因此认为此类深色砂岩适用于暴露时间较长的岩石定年,而花岗岩更适用于年轻样品,较短的暴露时间即可满足埋藏年龄的测试要求;另外,在SOL2灯下曝光相同时间的砂岩、花岗岩岩片正反面测试结果均存在差异,分析表明:红外光源激发200 s不能穿透1.2 mm厚的砂岩和花岗岩岩片。相比于沉积物矿物颗粒光释光测年,岩石暴露面光释光测年除不同岩性是主要的影响因素外,还需获取不同暴露方向、不同表面条件、不同海拔的特征光晒退速率(?)(s-1)和光透系数μ(mm-1)值,这是成熟使用这一方法的基础。因此选择砂岩、花岗岩、花岗角砾岩通过阳光晒退实验初步探讨了采样面朝向、表面覆盖物(岩石漆)、不同海拔对释光信号晒退的影响。实验结果表明:花岗岩采样面不同朝向(朝上、朝北)在阳光下曝光相同时间(约5114 h)后,朝上暴露面接收的光子通量较大,说明采样面朝向对信号晒退速率有一定的影响;阳光下暴露相对较短的时间(40 h),样品表面覆盖物(岩石漆)对信号晒退影响明显,但随着时间的延长(约2416 h),这种影响程度渐趋减弱;曝光相同时间(约6600 h),海拔增加到一定高度(如:>2000 m)其紫外线辐照强度明显增加,可能明显加深花岗岩表层信号的晒退深度。短时间曝光后岩石表层光释光信号具有较快的晒退速率,是否满足实际地质岩石样品古河道、河流阶地砾石的埋藏测年条件。因此,选择实验测试现代河床砾石(砂岩、花岗岩)在河流搬运、磨蚀等的条件下光释光信号特征,从而探索分析岩石光释光测年在埋藏测年的可靠性。实验结果表明:浅色花岗岩砾石比深色的砂岩砾石信号晒退速率快,这是由于不同岩性砾石的不透明度,光线穿透的差异所致;砾石晒退的拐点深度从上游到下游逐渐增加,快速的信号晒退归零过程发生在距离源头约60 km内;花岗岩砾石朝上暴露表面的晒退归零深度大于埋藏面的深度,这可能是由于砾石搬运、沉积过程中,不同砾石形状上的差异,稳定停留会存在方向的优先选择,如:稳定状态时,朝上表面的暴露时间较长,光释光信号晒退的拐点深度亦大于埋藏面;花岗岩砾石的朝上暴露表面可能是河流阶地的埋藏年龄测定的首选材料。本研究的实验结果为准确获得岩石样品定年所需的光晒退速率(?)和光透系数μ这两个重要参数奠定了基础,为了解不同岩性岩石的光释光信号晒退速率、测年对象的合理选择以及岩石样品采集等提供了实验数据支持;实验也证明了河流花岗岩砾石表层的光释光信号在河流阶地砾石的埋藏年龄测定上有较大的潜力。
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