發(fā)布時間：2020-06-18 02:58

【摘要】：電子自旋共振(Electron Spin Resonance,簡稱ESR)測年法是近幾十年以來逐步發(fā)展應用起來的一種第四紀年代學方法。由于在第四紀時期內測年范圍寬、測年物質種類多等優(yōu)點,引起了第四紀研究者的關注。根據ESR測法年原理,其石英ESR信號的“回零”特征是其能否成功用于第四紀沉積物年代測定的基礎。對于湖相沉積物而言,在最后一次沉積、埋藏、搬運過程中其石英ESR信號回零的影響因素主要包括自然光曬退及河流機械作用。因此,在自然條件下,湖相層石英ESR信號能否回零或達到穩(wěn)定殘留值是其能否成功用于第四紀年代測定的基礎。通過前人資料和野外考察,我們在山西省大同縣于家寨冊田水庫旁發(fā)現(xiàn)了一個火山熔巖噴發(fā)層覆蓋在湖相沉積層之上的剖面。湖相沉積靠近玄武巖的部分受到當時火山熔巖的高溫烘烤作用,而遠離玄武巖的湖湘層則未受到高溫烘烤作用。前人研究資料顯示大同火山熔巖溫度超過1100℃,根據室內實驗可知這樣的高溫足以使烘烤層石英ESR信號回零。而對于未烘烤的河湖相沉積物而言,其信號回零的主要影響因素仍然是自然光曬退作用和河流機械作用。由于該地區(qū)處在黃土堆積區(qū),湖相層沉積速率較快,不存在沉積間斷,因此可認為烘烤層和未烘烤層的年齡在誤差范圍內一致。所以,我們通過比較烘烤層和未烘烤層的年齡來評價未烘烤的湖相層在沉積前其石英ESR信號的回零情況;同時,ESR信號特征可用于物源示蹤、判斷受熱時間及受熱歷史等研究,具有廣闊的應用前景,對石英受熱后的ESR信號變化特征開展研究具有重要意義,本剖面也是研究高溫作用對不同ESR信號特征影響的理想剖面。因此,本論文以大同火山烘烤的湖相沉積物為切入點,研究其石英ESR信號特征及其ESR年代學,并將其與烘烤層下覆的湖相沉積物(未受到高溫烘烤)的石英ESR信號特征和年齡進行對比,進而評價未受到高溫作用的湖相沉積物在最后一次沉積埋藏之前其石英ESR信號在自然光曬退和河流機械作用下的回零程度,為石英ESR法用于湖相沉積物測年的可靠性提供重要依據。論文取得的主要進展如下:1.通過對烘烤層和未烘烤湖相層自然樣品的石英各種ESR信號心和光曬退特征的研究,獲得以下認識:a、高溫烘烤作用增加了石英Ti-Li心和E'心ESR信號的靈敏度,特別是Ti-Li心信號靈敏度增加顯著;b、高溫烘烤作用之后,出現(xiàn)了Ge心信號(未烘烤湖相層樣品自然樣原本沒有Ge心信號);c、高溫烘烤作用下,Al心信號敏感度無明顯變化,但結合光曬退結果我們發(fā)現(xiàn)高溫烘烤后Al心的非光敏信號部分所占比例減小,表現(xiàn)為曬退到達的穩(wěn)定殘留值變小;d、高溫烘烤過的樣品,其石英Al心和Ti-Li心信號光曬退回零速度更快。2.通過對烘烤層和未烘烤湖相層的ESR年代學研究,得到了山西省大同縣于家寨冊田水庫剖面上方玄武巖噴發(fā)的時間,即火山噴發(fā)的時間大約在400 ka左右,與前人研究的K-Ar年齡相近。3.烘烤層和未烘烤湖相層的ESR年齡在誤差范圍內相等,可以推斷湖相層在最后一次搬運、沉積、埋藏之前,其Ti-Li心ESR信號被自然光曬退和河流機械作用已完全回零,Al心ESR信號被自然光曬退和河流機械作用至穩(wěn)定殘留值,這一結果為石英ESR法用于湖相沉積物測年的可靠性提供重要依據。
【學位授予單位】：中國地震局地質研究所
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P597.3
【圖文】：

自然條件下ESR信號強度與時間關系簡圖（劉春茹等，2016）

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本文編號：2718585