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青藏高原北缘东昆仑、阿尔金和祁连-海原断裂构造带是我国强烈地震多发地带,研究它们的古地震发生年代在科学上和实践上都有重要意义。为了测定青藏高原北(部)缘东昆仑断裂带上西大滩剖面和库赛湖西剖面、阿尔金断裂带东端玉门NW向断裂五道沟剖面以及海原断裂带上刺儿沟和石卡关沟剖面记录的古地震事件年代,探讨了近些年来释光测年的新方法和新技术(例如细颗粒石英SAR和SMAR技术)在古地震事件测年的可行性和可靠性,通过对与古地震事件相关的不同沉积类型(黄土及次生黄土、坡积、河流冲洪积物、崩积楔、断塞塘等)沉积物多种释光测年方法和实验技术的对比试验研究,筛选出适宜的方法和实验技术,并应用筛选出的实验技术对上述剖面上记录的古地震事件进行详细地释光测年和年代学研究,获得了上述5地点各次古地震事件发生的年代。本项研究的主要成果和认识如下:1、不同沉积物释光测年方法和实验技术研究1)细颗粒石英单测片再生剂量(SAR)和简单多测片再生剂量(SMAR)技术的可靠性SAR技术一直较少用于沉积物细颗粒石英的测年,SMAR技术对于非黄土类的沉积物测年可行性和可靠性尚未得到充分验证。通过东昆仑、海原和玉门三个地区不同类型沉积物中的细颗粒石英SAR和SMAR技术的测年可靠性试验,其结果显示,SAR和SMAR技术获得的等效剂量(DE)值在分布特征和统计分析结果均能吻合。在测定东昆仑断裂带样品06ek39细颗粒石英测片校正后天然释光信号强度(LN/TN)分散性与DE值关系时,发现SAR技术得到的细颗粒石英各个测片DE值分布有可能反映样品沉积前的晒退程度,SAMR技术各个测片DE值同样有这样的特征,二者可以获得相一致的DE测定值,从而表明,对于细颗粒石英的释光测年,SMAR技术在一定程度上能够替代SAR技术。值得注意的是,对于类似于东昆仑断裂带的冰水沉积物和玉门NW向断裂冲积扇缘的细粒碎屑沉积物,应用SAR和SMAR技术测年的测试过程中,宜选择较低的预热温度以避免测试过程产生的光释光信号回授现象的影响。2)细颗粒和粗颗粒石英SAR技术测定的年龄对比对于晒退比较好的沉积物样品,粗、细颗粒石英SAR技术都可以获得误差范围内一致的年龄测定值。对于沉积前晒退不充分沉积物样品,细颗粒石英的年龄要比粗颗粒的则有较大差异,通过与海原断裂带石卡关沟剖面同层位泥炭样品LEDL05-106和LEDL05-104的14C年龄测定值对比表明,粗颗粒石英SAR的OSL年龄与14C年龄非常接近,并且采用累积频率法确定样品DE值,可获得更可信的OSL年龄。在缺乏粗颗粒的样品中,细颗粒石英的结果比较可靠,例如海原刺儿沟烘烤次生黄土LEDL03-65样品,细颗粒石英SAR的OSL年龄与同层位的炭屑14C年龄非常接近。3)细颗粒混合矿物红外释光(IRSL)和红外-蓝光双激发([Post-IR]OSL)测年技术在对来自三个地区的不同类型沉积物细颗粒混合矿物样品红外(IR)激发时间与[Post-IR]OSL DE值关系实验表明,细颗粒混合矿物[Post-IR]OSL测定的DE值对样品测定年龄有一定的控制作用,当IR激发时间至少超过200s以上,各类型沉积物的[Post-IR]OSL的DE值基本上可保持稳定,出现DE值坪;但是对于次生黄土样品,在DE值较大时(例如:>200Gy),[Post-IR]OSL的DE值比细颗粒石英的偏小约10%,可能需要更长时间的IR激发,才有可能消除长石类矿物光释光的影响。归纳起来,对于与断层活动相关的沉积物释光测年,最适宜的测试技术为粗颗粒石英SAR技术;在无法获得粗颗粒的情况下,使用细颗粒石英SAR或SMAR技术也能获得较可信结果。而细颗粒混合矿物IRSL和[Post-IR]OSL信号受较多因素的影响,导致应用这两种技术测定的释光年龄值可靠性不高。2、古地震事件年代学研究在上述研究的基础上,对本文所研究的各剖面上样品主要采用了细颗粒石英SAR和SMAR技术以及粗颗粒石英SAR技术进行较系统的释光测试,以测定这些剖面上记录的古地震事件年龄和进行年代学研究。1)东昆仑断裂带:a:西大滩剖面:根据野外观测该剖面上至少记录有三次古地震事件,对各事件密切相关沉积物释光测年结果表明,它们的发生时间分别为:事件I:0.7±0.4~0.8±0.1ka;事件II:2.0±0.3~0.8±0.1ka;事件III:3.1±0.3~4.6±0.6ka。b:库赛湖西剖面:库赛湖西剖面上有一次古地震事件,发生时间为3.9±1.1ka前。2)玉门NW向断裂五道沟剖面:根据该剖面断层切穿的最新地层和上覆的最老地层的年龄,可以限定该剖面记录的最新一次古地震活动的时间在距今1.4～2ka间。3)海原断裂带a:刺儿沟剖面对该剖面上规模最大的崩积楔III的古地震事件进行的测年研究,通过对崩积楔上下地层中次生黄土的测年,限定了该次古地震发生于距今57.9±2.8～26.7±2.1ka之间。对这个古地震事件的测年结果显示,采用上下沉积地层的沉积年龄限定古地震事件发生的年龄依然有其局限性。b:石卡关沟剖面根据野外探槽剖面观测,该剖面只记录了一次古地震事件,其发生的时间为1.3～1.4ka前。该次事件可能属于张培震等(2003)所认为的断裂带中段和西段上的同时破裂的地震事件。