北京清水河流域古泥石流堆积物的热释光测年研究

通过对北京清水河流域灵山、洪水口两个古泥石流台地堆积物质样品的热释光研究,测定了古泥石流剖面各样品的热释光年龄。两个古泥石流剖面的年龄均随深度增加而增大,泥石流堆积物质层位越深,受到的环境辐射剂量则越大。剖面U、Th和K的含量随深度的变化趋势与年剂量随深度的变化趋势基本一致, Th含量随深度的变化比U、K含量随深度的变化离散。     

云南东川泥得坪台地热释光测年研究

利用热释光断代技术对云南东川泥得坪台地进行地质年代测定,其年代测定结果为9.3~57.1 ka,建立了古泥石流台地垂向年龄序列,得到泥得坪古泥石流的时间结构,为恢复古泥石流环境提供年代数据。年代数据显示：泥石流堆积具有不连续性,并出现年代倒转;放射性元素铀、钍、钾可能受当地降雨的影响存在淋溶淀积,年剂量率随深度的增加而增大。     

北京白河流域现代泥石流物质热释光本底研究

通过对北京白河流域柯太沟、西白莲峪两条泥石流沟谷堆积物的热释光测定,研究现代泥石流物质的热释光本底,得出泥石流物质在流动过程中其热释光信号存在明显的减弱现象.物源区、流通区和堆积区的等效剂量平均值分别为63.19、52.42和49.54 Gy.且因光晒退的影响,两条沟谷每个样点的表层本底值均小于距表层5～10 em的深层本底值.北京白河流域泥石流堆积表层物质的残留本底值在11.2～28.5 ka之间,这一结果是应用古泥石流物质进行热释光测年的基础,为古泥石流测年提供了依据.     

阳光晒退对泥石流表层物质热释光信号的影响

应用热释光技术对模拟阳光晒退后的泥石流标样和实际阳光晒退后的泥石流样品进行了热释光信号分层测定。实验结果表明：泥石流发生后经过曝光,样品积存热释光晒退程度随深度增加逐渐减弱,光晒退明显。光晒退随光照强度和时间增大而增强,深度增大,但深度变化总体不大。模拟的阳光晒退实验晒退深度达1 mm左右,实际阳光晒退实验晒退深度达6 mm左右。根据等效剂量随深度的变化可知,天然泥石流块状样由两次泥石流堆积形成。这一结果可为利用热释光技术开展泥石流测年和发生期次研究提供依据。     

北京清水河流域现代稀性泥石流表层物质热释光本底初步研究

应用热释光技术对北京清水河流域稀性泥石流表层物质进行热释光信号测定,西北山沟、达摩沟、前桑峪沟三沟的形成区等效剂量平均值为48.38 Gy,流通区的平均值为91.75 Gy,堆积区的平均值为62.02 Gy。三个沟的表层泥石流物质本底小,说明原有的认为泥石流由于受物源本底影响无法测年的认识是有局限性的。这个事实可以为应用热释光对老泥石流测年提供依据,对于在泥石流堆积物质中应用热释光技术进行年代测定具有基础性的意义。     

蒋家沟流域古泥石流物质选频释光特征研究

采用BG2003释光仪研究云南蒋家沟流域泥得坪台地、多照台地、大凹子沟、蒋家沟4个地点的8个古泥石流物质样品的选频释光特征,确定了发射光子的特征发射频率.在蓝光(488 nm)激发下,各样品的发射光子分别出现在波长为300、310、320、400、460 nm处.用绿光(532 nm)激发上述相同样品,发现其在波长为300、310、320、460 nm时的计数最为明显.进而确定出泥得坪堆积台地在不同时期泥石流物质释光谱图大体一致,但大凹子沟与多照古泥石流堆积台地不同时期的泥石流物质释光谱图表现出差异.以泥得坪堆积台地为例,该台地的上部、中上部、下部泥石流物质样品在绿光激发下,在波长为310、320、460 nm处,随辐照剂量的加大,样品的释光光子数递增.由这一规律可确定泥得坪堆积台地泥石流物质用于年龄测定的波长.     

热释光信号在泥石流发生后的变化

用热释光研究了云南小江流域蒋家沟现代泥石流物质热释光信号的变化.样品包括物源区倒石堆风化物(5个样)、通过区堆积物(3个样)、堆积区表碛层(12个样).测试结果显示:由于阳光晒褪情况不同,释光矿物在泥石流发生过程中热释光信号的强度有明显的衰退;堆积区表碛层12个样的泥石流物质似是2次泥石流形成的,其剩余等效剂量相差很大,其中13-19号样是泥石流物质堆积时晒褪较充分的一段.研究显示释光测年可用于泥石流的断代.     

辐照剂量增量对泥石流物质热释光等效剂量的影响

等效剂量的准确测定是进行地质样品热释光年龄测定的关键。采用不同辐照间隔增量测量泥石流物质标样,测得的等效剂量值是不同的,说明辐照剂量增量对泥石流物质样品等效剂量值存在影响。测试选用已知等效剂量为30 Gy的泥石流标样,按不同的辐照剂量增量进行等效剂量测定。2.5Gy/min的β源(90Sr-90Y)辐照剂量增量分别选用1、2、4、6 min时,测得的等效剂量分别为19.3、22.3、26.4、23.0 Gy;8 Gy/min的β源(90Sr-90Y)辐照剂量增量分别选用0.5、1、1.5、2 min时,测得的等效剂量分别为17.6、19.6、25.3、15.6 Gy。研究表明:对于30 Gy的泥石流标样,剂量率为2.5 Gy/s的β源(90Sr-90Y)测定泥石流物质时最适合的辐照剂量增量为4 min。剂量率为8 Gy/s的β源(90Sr-90Y)测定泥石流物质时最适合的辐照剂量增量为1.5 min。     

蒋家沟现代泥石流表层堆积物热释光信号的沿沟变化

连续两年对沿蒋家沟主沟(门前沟和多照沟交汇处至蒋家沟与小江交汇处)新发生的泥石流表层堆积物等距取样,测定热释光信号,计算出本底年龄值.研究表明:2010年泥石流表层堆积物的等效剂量和本底年龄沿沟向下游总体增大,2011年总体减小.2011年呈规律性波动,2010年相对于2011年规律不明显.2010年泥石流表层堆积物的辐照响应有较大差异,2011年则基本相同.随着支沟泥石流堆积物汇入主沟,本底年龄值先增大后减小,支沟泥石流堆积物的加入重置了主沟的退火起点.为确保泥石流释光测年机制的可对比性,应该选用对辐照响应较一致的样品,以不同的支沟退火过程为基础研究主沟的退火机制.本工作为进一步揭示泥石流的释光退火机制,开展古泥石流的释光测年提供技术支撑.     

释光测年中的激发方式

对一个多矿物样品在BG2003释光谱仪上获得了包括红光、绿光和热释光的选频释光特征图谱,并求得样品不同激发方式下的等效剂量值和饱和剂量值,明确了不同激发方式下样品的不同波长可适用于年龄测定。同时与在热释光仪RGD-3B上求得的等效剂量值和饱和剂量进行了对比,两个饱和剂量值有很好的一致性(均为400Gy)。