贵州高原沉积物原位宇宙成因核素^(10)Be、^(26)Al和^(21)Ne测年研究

作     者：杨业 刘彧 马严 徐胜 刘丛强 王世杰 Finlay M.STUART Derek FABEL 

作者机构：天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072 Scottish Universities Environmental Research CentreEast Kilbride G75 OQFUK 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 

出 版 物：《中国科学：地球科学》 (Scientia Sinica(Terrae))

年 卷 期：2021年第51卷第8期

页      面：1275-1288页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:41930642)资助 

主　　题：宇宙成因核素 埋藏定年 下切速率 地貌演化 贵州高原 

摘      要：地貌演化受到区域构造抬升、气候变化和河流动力学共同调节.然而,如何通过地表剥蚀和河流下切作用来区分这些机制仍存在争议.本文对贵州高原地区洞穴沉积物、现代河流沉积物和基岩中石英颗粒的原位宇宙成因核素^(10)Be、^(26)Al和^(21)Ne含量进行分析,探讨了^(21)Ne在地质年代学中的适用性,并讨论了该地区第四纪地貌演化历史.通过^(26)Al-^(10)Be和^(21)Ne-^(10)Be核素对的对比分析,我们发现石英样品中由U和Th衰变产生的核反应成因^(21)Ne含量不可忽视,同时也有可能存在继承性宇宙成因^(21)Ne.在前人的研究基础上,我们总结了宇宙成因核素^(21)Ne精确定年须注意的几个方面:(1)评估样品中核反应成因^(21)Ne的贡献;(2)避免采集有复杂埋藏历史的样品以排除继承性^(21)Ne的影响;(3)对第四纪样品^(10)Be-^(26)Al-^(21)Ne三核素联用.基于^(26)Al-^(10)Be核素对计算出的样品埋藏年代和流域在埋藏前的剥蚀速率,我们确定了贵州高原地区不同时间尺度地表剥蚀速率和河流下切速率的变化.不同时间尺度的^(26)Al-^(10)Be流域剥蚀速率、^(36)Cl剥蚀速率和现代河流剥蚀速率的一致性,表明贵州高原景观尺度的地表剥蚀速率可能在第四纪以来已经达到稳定状态.该地区河流下切速率略高于局部地表剥蚀速率,表明区域构造抬升导致的河流动力学可能尚未达到稳定状态.