江西省星子县沙岭沙山最顶部青灰色泥层的光释光年代学研究

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鄱阳湖周边发育沙山地貌,对其开展详细的年代学研究,获取其沉积年代是理解鄱阳湖晚第四纪以来环境演变过程的首要基础。前期野外调研发现,鄱阳湖中部湖滨沙山保存有多期青灰色泥层,其中部分泥层的高度接近、甚至高于建国以来鄱阳湖的最高水位。本次研究选取鄱阳湖西岸星子县沙岭最顶层的青灰色泥层开展详细的光释光年代学分析,具体包括(1)光释光测年过程中含水量取值研究;(2)石英单片再生剂量法获取的光释光年代;(3)钾长石多步升温红外激发法获取的光释光年代。通过相关研究获得以下认识:(1)目前,星子县沙岭最顶部泥层的2个光释光样品含水量实测平均值为~13.5%。为进一步确定样品含水量的取值对最终光释光年龄精度和准度的影响,本次研究首先开展相关数值模拟研究,结果发现将含水量取值的绝对值从1%增加到26%,会导致光释光年龄计算值增加~28%。如果将含水量相对误差取值从5%增加到50%,最终光释光年龄相对误差增加0%到46%(具体影响取决于含水量绝对值及含水量相对误差取值大小)。本次数值模拟研究显示出含水量的取值对光释光年龄结果的精度和准度均有一定影响。为进一步提高光释光测年结果的精准度,本次研究对鄱阳湖最顶层青灰色泥层的含水量取值采取了一种新的估值方法,即通过实验和数值模拟方式,得到该青灰色泥层含水量取值为14.4±0.9%。该估值是在尽量保证含水量取值可靠性的基础上,将含水量的相对误差进一步减小,从而使得光释光年龄结果的精度相应增加。(2)石英单片再生剂量法显示部分石英样品的等效剂量离散度(overdispersion)明显大于20%,显示有部分颗粒可能沉积时并未完全晒退。如根据最小年龄模型,最顶部泥层年龄形成于17.1±2.0 ka和22.1±2.3 ka之间。如根据中值年龄模型,最顶部泥层年龄形成于23.6±1.5 ka和25.3±1.5 ka之间。(3)钾长石多步升温红外激法显示两个样品的钾长石不存在等效剂量对激发温度的坪区。然而计算年代时,经过等效剂量和年剂量率两个参数的误差传递后,两个样品的钾长石均出现了年龄对激发温度的坪区,即钾长石200℃IRSL信号和250℃IRSL信号对应的年龄在误差范围内一致。本研究采用200℃钾长石IRSL信号对应的年代作为钾长石多步升温红外激法的最终年代结果。因此最顶层青灰色泥层的钾长石年龄的范围为23.7±1.2 ka和25.0±1.3 ka。通过以上分析,我们初步得出沙岭沙山最顶部青灰色泥层的形成年代处于MIS2阶段(冰期)。该结果表明前人的主流观点“鄱阳湖沙山中的青灰色夹层形成于湿润气候环境”并非完全正确。因此,今后除了气候因素,还要从其它因素开展相关研究,以进一步理解鄱阳湖湖滨沙山青灰色泥层的形成原因。
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