昆仑山玉珠峰地区冰川沉积物单颗粒光释光测年研究

作     者：孙渝 

作者单位：青海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赖忠平;王懿萱

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 0705[理学-地理学] 070501[理学-自然地理学] 

主      题：单颗粒光释光测年 环境剂量率 冰川沉积物 昆仑山玉珠峰 

摘      要：对第四纪冰川时空演化历史、活动规律及机制的研究,可以更好地预测未来冰川的演化趋势,也可为水资源利用和生态环境保护等提供科学依据,同时为现代冰川管理和利用提供关键的信息支持。冰川作用年代的确定是第四纪冰川研究的根本,而精确年代学框架的建立是第四纪冰川研究的重点和难点,也是重建冰川时空演化规律的基础。多种测年技术的综合运用是获得第四纪冰川高可信度年代学框架的关键。诸多研究成果证明光释光测年技术(optically stimulated luminescence,OSL)是第四纪沉积物测年的理想方法,冰川沉积环境因沉积物不完全晒退等问题而被认为是释光测年应用中最具挑战性的环境。本文选取青藏高原东北部昆仑山玉珠峰地区作为研究地点,运用单颗粒技术对不同类型冰川沉积物进行光释光测年适用性研究,以探讨不同类型冰川沉积物的单颗粒光释光信号归零程度及其释光特性。本文运用单颗粒光释光测年方法对16个不同类型的冰川沉积物粗颗粒(180-250μm)石英和钾长石进行了等效剂量(equivalent dose,D)测试,通过晒退实验、剂量恢复实验以及等效剂量分布等,对冰川沉积物单颗粒释光特性进行探讨。基于中值年龄模型和最小年龄模型进行单颗粒钾长石的研究并与前人的单片结果及Be年代结果进行对比分析。基于以上研究,初步探讨了单颗粒石英和钾长石在冰川沉积物的适用性。此外,环境剂量率是光释光测年方法中非常重要的一环,影响着释光测年结果的准确性。为了检测RGS-19A型NaIγ谱仪是否适用于不同类型沉积物光释光测年的环境剂量率测定,选择了36个样品进行研究。利用丹麦Ris?Nutech所提供的U、Th、K等标样,标定了实验室的RGS-19A型NaIγ谱仪。基于以上研究内容,本研究主要的结论如下:(1)基于释光信号特性(热转移、生长曲线、衰退曲线、预热坪、循环比)、残余剂量以及剂量恢复等一系列实验结果,表明单颗粒法适用于青藏高原东北部昆仑山玉珠峰地区冰川沉积物光释光测年。(2)玉珠峰地区石英矿物颗粒的释光敏感性较低,释光信号暗淡,发光效率低,难以用于单颗粒等效剂量的测试。与单颗粒石英相比,被测量的钾长石颗粒通过筛选标准被接受的平均比例约为30%,样品平均OD值为67%,变化范围为37%-98%,表明大多数样品存在晒退不完全的问题。现代冰川沉积物和现代冰水沉积物单颗粒钾长石测量结果显示其固有残余剂量在～70Gy和～5Gy。(3)在玉珠峰冰川北坡发育的冰碛垄上在距离现代冰川最近的第一道冰碛垄上采集的4个释光测年样品(YZN101/102/111/112)单颗粒钾长石中值模型年代结果在误差范围内与单片石英结果相似(14.3±1.0 ka到18.5±2.0 ka),四个样品最小年龄模型结果在～3 ka,与之前采样时根据地貌评估的该道冰碛垄发育于新冰期时代吻合,进一步说明单颗粒钾长石p IRIR年代结果的可靠性。单颗粒钾长石p IRIR释光测年方法运用在玉珠峰冰川沉积物的测年结果中可以看出单颗粒释光测年方法对冰川沉积物的年代测定具有很好的适用性。在一定程度上可以获得冰碛垄发育的准确年代结果,在未来应用上具有良好的潜力。(4)NaIγ谱仪测试晚第四纪不同类型沉积物的环境剂量率,结果表明,对于大部分样品NaIγ谱仪与ICP-MS法及NAA测量结果在误差范围内基本一致(±1σ),剂量率平均之比为1.13±0.03(n=36)。对于岩性比较均一的样品,NaIγ谱仪、ICP-MS法和NAA均可获得准确结果。对于岩性不均一,如混杂堆积的冰川、河流沉积物样品,NaIγ谱仪能够提供更加准确的测量结果。因此,Ris?NaIγ谱仪可以广泛应用于不同类型沉积物光释光测年的环境剂量率测定。