福建晋江“老红砂”的释光年代学及对南方第四纪沉积物释光测年的指示意义

在中国闽东南和粤东等沿海地区分布着一种红色、棕红色、淡红棕色和暗黄橙色为主的半胶结中细砂沉积物, 已受到不同程度的化学风化, 这种沉积物俗称为“老红砂”, 是中国南方有特色的第四纪沉积物, 其形成年龄的准确测定一直是研究这类沉积物的瓶颈. 应用光释光技术对福建晋江沿海地区的“老红砂”进行了测年研究, 探讨了铀和钍在化学风化作用过程中的地球化学行为对估算样品年剂量的影响. 结果表明, 化学风化作用导致的样品年剂量变化是“老红砂”样品释光测年的主要问题, 不能准确估算样品在埋藏期间的平均年剂量可导致错误的释光年龄, 对所测“老红砂”剖面而言, 受风化影响严重的上部样品的光释光年龄不能代表其沉积年龄. 讨论了“老红砂”的光释光测年研究对中国南方沉积物释光测年的指示意义. 通过对本文测年数据的分析, 得到了晋江沿海地区海成台地的形成年代, 一级台地为~3.5 ka, 二级台地形成于~74 ka, 三级台地形成年代可能早于~77 ka, 在三级台地上发现的旧石器也应该老于该年龄.     

三峡井水湾遗址的光释光测年

井水湾遗址埋藏于三峡地区长江右岸第二级河流阶地内, 遗址石器工业是以砾石和大石片加工的砍砸器和刮削器等为特征的中国南方砾石石器主工业传统. 遗址堆积物为河流沉积物, 本文应用光释光技术中的单片再生剂量法对这些河流沉积物中的石英颗粒进行了定年, 结果表明古人类在该遗址活动的年代发生在晚更新世早期, 距今约7万年前. 该年代结果是三峡乃至华南地区旧石器时代考古和古人类研究在测年上的一项突破, 有助于建立华南旧石器考古年代框架和文化发展序列, 为探讨该地区晚更新世早期人类活动的环境、技术发展和生存模式演变奠定了基础, 对中国现代人类起源研究有重要意义.     

南黄海QC_2孔晚更新世ESR年代学的初步研究

用沉积物中石英E’心测定沉积物ESR年龄最令人困扰的问题是,E’心的ESR信号经阳光照晒后不但不消褪反而增长,这就难于满足沉积物测年方法建立的前提,测出来的ESR年龄可能不是沉积物沉积时的年龄。石英Ge心ESR信号受光晒后可以消褪为零,Gr(?)n认为这个信号具有测年的极大潜力,有人曾用它测过海滩砂和断层的ESR年龄。鉴于石英Ge心的这种ESR特性,我们进行了用石英Ge心测定沉积物ESR年龄的实验研究,同时对所测得的ESR年龄的可靠性等问题也进行了讨论。     

浑善达克沙地最老砂层的年龄

浑善达克沙地位于东亚季风的边缘地带,是研究气候演变的理想区域.沙地内分布的火山熔岩覆盖在古砂层之上,使得较老的砂层由于顶盖岩层保护作用而得以保存.以往对浑善达克沙地的气候变化过程的研究主要集中于末次盛冰期以来时段,缺乏更长时间尺度的气候变化记录,其主要原因是缺乏合适的地质载体和相对应的长尺度年代数据.本文通过对砂质古土壤、风成砂、湖相砂和火山烘烤层等样品进行光释光测年,利用常规SAR法、TT-OSL法和pIRIR(200,290)法分别对石英和长石进行等效剂量的测定,并进行了不同测年矿物及方法的对比,确定最终的沉积年龄,获得了截至目前最老的风成砂年龄为321.2 ka.建立了沉积物年代框架,重建了浑善达克沙地中更新世晚期以来的演化过程:距今320, 160.3～151.6和4.4 ka时,风沙物质快速堆积,沙丘活化,沙地扩张;距今5.0,2.4和1.3 ka时,风沙活动规模小,沙丘固定;距今320.4 ka左右浑善达克沙地内已经是沙丘与湖泊共存的地貌景观.     

水洞沟遗址地层划分与年代测定新进展

宁夏水洞沟遗址地层划分与年代测定(光释光测年和加速质谱碳14测年)结果表明, 水洞沟遗址SDG1, SDG2和SDG7地点含有丰富石制品的文化层主要埋藏于边沟河Ⅱ级阶地, 沉积物以河流-浅湖-湖滨相堆积为主. 旧石器文化层时代集中在距今3.5~2万年之间, 属于旧石器时代晚期早段, 分析认为SDG1的旧石器文化层时代略早于SDG2文化层, 而SDG2文化层时代和SDG7的相当. 边沟河Ⅱ级阶地粉砂质地层堆积时代跨度为72~18 ka, 基本上对应于末次冰期地层堆积. SDG2地层发育连续稳定, 沉积厚度大, 环境与文化信息丰富, 可视为水洞沟地区晚更新世古人类生存环境研究的典型剖面.     

昆仑山北坡鸭子泉河阶地发育及其构造-气候意义

昆仑山北坡鸭子泉河流阶地系列是晚更新世以来青藏高原阶段性隆升的地貌标志. 阶地地貌及沉积学研究证明其为构造成因阶地, 是青藏高原北部构造隆升过程中河流阶段性下切作用形成的. 通过粗颗粒石英(90~125 μm)的光释光单片再生法(SAR)及¹⁴C测年研究, 初步确定鸭子泉河各级阶地的形成年代分别约为57.5, 12.8和6.5 ka BP. 三级阶地特征及年代学研究揭示昆仑山北坡在全新世初期河流下切速率明显提高, 从12.8 ka BP开始下切速率平均值由0.43±0.08 mm/a突变为1.59±0.69 mm/a, 显然, 全新世之初昆仑山开始较为强烈地隆升. 青藏高原北部边界的阿尔金断裂构造运动也存在本次变化, 但其隆升速率明显大于昆仑山, 这种差异表明青藏高原北部边缘的地表隆升和地壳增厚有大于其内部的趋势.     

温度对氟氧化物玻璃陶瓷中Tm3+荧光强度的影响

采用不同波长的红色脉冲光, 激发镶嵌有LaF₃:Tm³⁺纳米晶体颗粒的透明氟氧化物玻璃陶瓷样品, 测量了不同环境温度下样品的荧光发射谱, 记录了荧光发射强度随环境温度的变化规律.实验结果显示, 在643.2 nm 脉冲光激发下, 上转换454 nm 在100~200 K 的温度范围内有很强的荧光发射, 并且荧光强度随着环境温度的降低先增强而后减弱; 当采用656.0 和638.0 nm 脉冲光激发样品时, 上转换荧光发射强度随环境温度的降低而逐渐增强, 其中643.2 和638.0 nm 脉冲光激发下的上转换效率高于656.0 nm 激发时的结果, 表明波长接近于激发态吸收的激发光泵浦样品时, 更容易实现Tm³⁺的频率上转换. 最后, 从基质声子分布特点等方面对实验结果给出了合理的解释.     

北京十三陵长城系常州沟组碎屑锆石SHRIMP年龄: 华北克拉通盖层物源区及最大沉积年龄的限定

华北克拉通中元古代长城系盖层广泛分布, 其沉积时代和物质来源对于华北克拉通前寒武纪地壳演化研究具有重要意义. 本文报道了北京十三陵地区华北克拉通长城系盖层碎屑沉积岩碎屑锆石年龄分布模式. 样品为长城系下部常州沟组含长石石英砂岩(CHc-2)和石英砂岩(CHc-9). 碎屑锆石年龄主要分布在2.35~2.60 Ga之间, 靠上部层位(CHc-9)还有一定数量1.9~1.8 Ga和2.1~2.3 Ga碎屑锆石存在. 研究表明, 碎屑沉积物来自以约2.5 Ga陆壳物质为主的华北克拉通物源区, 1.9~1.8 Ga为华北克拉通古元古代哥伦比亚超大陆陆-陆碰撞构造热事件响应的年龄, 长城系盖层最大沉积年龄小于1.8 Ga.     

湖岗光释光测年揭示的近200 ka 兴凯湖湖泊环境演化

横跨中俄边界的兴凯湖是东北亚最大的淡水湖, 该湖北部平原上展布有四道由风浪搬运堆积而成的湖岗, 主要发育于湖泊持续稳定的扩张期, 并在大规模湖退过程中保存. 利用湖岗剖面沉积物中的18 个光释光测年数据, 对各道湖岗进行了系统的年代学研究并恢复出其主要的发育时期, 结合多项指标分析, 发现近200 ka 兴凯湖北部和东北部湖岸线阶段性向南退缩, 期间至少出现了4 次大规模湖侵和3 次湖退, 在193~183, 136~130, 24~15 及3 ka 至今为湖泊稳定扩张期, 各期结束后湖水快速大幅退缩. 研究结果显示中更新世以来兴凯湖大规模的扩张和收缩分别与全球气候冷期和暖期相对应, 气候冷暖变化通过影响流域内河谷的冲积积累强度和湖区的相对湿度控制湖泊的长期演化. 此外, MIS3a 时期兴凯湖发生的一次大规模湖侵可能与该期较大降水有关, 而在千年尺度上短期湖泊水位波动也更直接地响应于区域降水的变化.     

高密度光释光测年揭示的距今约15~10 ka黄土高原侵蚀事件

中国黄土堆积作为晚新生代陆相最好的古气候记录之一, 得到了众多研究, 其揭示的冰期-间冰期时间尺度的气候变化具有全球意义. 但是, 中国黄土研究中还有一些基本科学问题或假设没有得到证实, 从而使一些研究结论受到质疑. 为了进一步认识黄土堆积的连续性、绝对年龄和时间分辨率等问题, 对黄土高原西北-东南方向上代表性的晚更新世-全新世黄土剖面进行了间距10 cm的连续光释光年龄测定和古气候替代性指标测试, 获得了108个绝对年龄数据. 结果发现, 在黄土高原塬区代表性的晚第四纪黄土剖面中存在约4~5 ka的间断. 这一直接的年代学证据表明, 在千年时间尺度上黄土沉积是不连续的. 新的年代证据指出, 以前基于粉尘沉降模式获得的时间标尺是不准确的, 从而使已发表的关于亚轨道时间尺度黄土古气候记录的研究工作需要重新审视. 初步分析认为, 黄土堆积的加剧侵蚀可能受气候变化控制.     

铁-石英体系:一种新型热释光剂量计

热释光、光释光以及电子自旋共振测年实验室研究的主要对象是砂石、岩矿、化石等,核辐射对这类物质的作用又是这几种方法测定年龄的基本依据。实验室的辐照装置所提供辐射剂量的准确度,直接影响着测出的年龄数据,因此,对辐射场的剂量测定乃是测年实验室一项日常的工作。然而,适合于岩矿、化石等这类物体吸收剂量测定用的剂量计,市面上还没有产品供应。为此,作者研究了铁-石英体系在各类辐射作用下的一些特征,发现它在0.1～100kGy,对3种辐射的热释光响应都存在着稳定的关系。于是,采用了细颗粒制样技术与惯用的测年方法一样,把它沉积在样品碟上,当作热释光剂量元件使用,直接给出吸收剂量。我们把它定名为QF301.QF301是一种红色粉末,颗粒直径小于10μm,平均分子量为134.8,比重为3.36mg/cm~3,熔点1500℃,不溶于水、丙酮和乙醇等化学溶剂,不受潮解,常温下可以长期保存。     

基于SOA-XGM全光波长变换的实验研究

在反向注入辅助光的条件下对基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)的全光波长转换进行了研究, 分析了该方案中转换信号的眼图消光比、信噪比与所注入辅助光的功率、波长之间的关系. 实验结果表明, 注入适当功率和波长的辅助光后, 转换信号的眼图信噪比可提高6~10 dB, 明显改善了转换信号眼图的质量, 降低了系统的误码率, 提高了系统的灵敏度.     

纳米固体镍钛的居里温度

纳米固体是一种全新结构的固体材料.由于它的特殊结构和性能,引起了科技界和工业界的重视,开展了广泛的研究.我们这里所指的纳米固体是由超细颗粒(通常为1～100 nm)在保持较清洁的表面原位加压成型的块体材料.由于所组成的是超细颗粒,且具有很高的界面体积从而使材料的物理性能有很大改变甚至完全与常规材料不同.本文介绍采用TG方法测得的纳米固体镍钛的居里温度及其变化.     

东北平原钻孔的磁性地层定年及松嫩古湖演化

中国东北平原第四纪湖相沉积物是记录中纬度东亚季风和气候环境变化的理想载体.然而,目前关于该套湖相沉积地层尚缺乏高分辨率地层学和高精度的年代学研究,从而限制了对该区气候环境变化机理的理解.本研究重建了东北平原乾安令字(Qiananlingzi, QAL)孔的高分辨率磁化率地层,并对该套沉积进行了系统的古地磁和光释光年代学研究.结果显示, QAL钻孔记录了Olduvai正极性亚时以来的沉积.沉积物磁化率变化存在轨道时间尺度上的变化,粗颗粒的粉砂层一般呈现磁化率低值,细颗粒的黏土层一般呈现高值,岩石磁学参数表明磁化率低值层位高矫顽力硬磁性矿物贡献大,高值层位低矫顽力软磁性矿物贡献大;该套湖相地层的沉积年代约为1180～450ka,历时约730ka,松嫩古湖的几近消失可能与依舒断裂导致的多次沉降使得松花江将松嫩古湖湖水泄于三江平原有关.基于本文详细的磁化率地层和高精度的年代学结果,该湖相沉积有望成为解译中纬度中亚区域中更新世轨道时间尺度古气候变化的理想材料.     

基于长周期波导光栅的宽范围电光调谐滤波器

设计了一种基于长周期波导光栅的电光调谐滤波器, 它具有偏振无关性. 理论分析表明, 调谐电压在?84 ~ 84 V之间, 波长调谐范围从1530 ~ 1565 nm, 覆盖了整个C波段; 在整个调谐范围内, 准TE模的耦合效率都在97%以上, 3 dB带宽小于0.8 nm, 波长对电压敏感性为0.208 nm/V. 此滤波器在WDM动态光网络有潜在的应用, 可以用作快速波长扫描/选择, 信道重构以及光学开关等用途.     

西藏4.1 Ga碎屑锆石年龄的发现

在西藏普兰县石英片岩中, 利用SHRIMP U-Pb法测年发现4.1 Ga碎屑锆石, 该年龄为目前中国最老单颗粒碎屑锆石年龄, >4.0 Ga两测点仅为一颗锆石中测得, 其Th/U值介于0.76~0.86之间, 属岩浆锆石. 24颗锆石的35个测点的年龄值可分为六个年龄段, 认为研究区可能至少存在六期古岩浆活动. 这一发现, 为研究青藏高原的地质演化提供了重要的年龄数据.     

微藻光谱衰减特性测量的一种改进方法

给出了一种可更准确测量微藻混悬液及微藻细胞光谱衰减特性的改进方法,该方法利用不同藻液光程的两个比色皿进行测试,充分考虑了多层介质间的多次反射作用.利用改进的双光程法测得蒸馏水的光谱衰减系数与文献中的数据吻合较好.实验结果表明在300~700 nm波段,BG11培养基的光谱衰减系数显著高于蒸馏水,而大于700 nm波段时,其光谱衰减系数与蒸馏水基本相同.在300~1300 nm波段,小球藻混悬液的光谱衰减系数随波长变化明显且随着浓度的增大而增大,而在1300~1800 nm波段时,浓度对其的影响减弱.在测量波段,不同浓度小球藻的衰减系数及衰减截面随着波长增大逐渐减小,且不同浓度小球藻衰减截面非常接近.     

基于飞秒掺钛蓝宝石激光器和光子晶体光纤的超高分辨光学相干CT

通过将飞秒激光脉冲耦合到空气石英微结构光纤, 获得了超高纵向分辨率的光学相干CT成像. 利用中心在540 nm、可见光谱范围450~700 nm的超连续光谱, 可以获得高达0.64 µm的自由空间纵向分辨率. 光学相干CT系统灵敏度在样品光功率3 mW时, 可达到108 dB, 仅仅低于理论极限7 dB. 同时展示了亚细胞分辨的光学相干CT的图像, 该高分辨光学相干CT在生物医学应用中有很好的前景.     

在差应力条件下石英-柯石英转化的实验研究

在固体介质三轴实验系统中采用石英岩进行了石英-柯石英转化的实验研究. 实验结果表明, 在实验围压1.3 GPa, 温度950~1000℃, 差应力1.5~1.67 GPa, 应变75%~81%的条件下, 在塑性变形的实验样品石英岩接近端部的区域, 经Raman光谱分析证实出现了细粒柯石英, 显然, 在差应力条件下出现柯石英的压力远小于静压条件下柯石英稳定存在的压力, 这表明柯石英的形成条件不是惟一的. 在差应力条件下石英-柯石英相变边界向低压方向迁移受最大主应力和差应力的控制, 最大主应力形成了相对较高的应力环境, 差应力导致了样品的变形. 本实验柯石英出现在塑性变形的样品中, 而前人报道柯石英既出现在半脆性变形的样品中, 也出现在塑性变形的样品中. 发生在低温半脆性域的相变机制 是差应力产生的剪切变形引起力学不稳定, 发生在高温塑性域的相变机制是在差应力环境下石英强 烈变形产生的高位错密度引起应变不稳定, 而这两种相变必须在围压大于一定值(如大于1 GPa)时才能发生.     

掺杂LiNbO_3晶体非简并四波混频及其温度增强效应

利用非简并四波混频,可以产生一束频率与原信号光不同的相位共轭波,可用于图象转换和彩色相位共轭领域.本文在掺杂0.10mol%Eu_2O_3和0.05mol?_2O_3的Eu:Fe:LiNbO_3晶体中,利用波长为488.0nm的蓝色Ar~ 激光和波长为632.8nm的红色He-Ne激光,实现了非简并四波混频.实验光路如图1所示,红光提供一束泵