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海原活动断裂带位于青藏高原亚板块的东北边缘,是我国大陆内部最主要的强震活动带之一。历史和地质的记录表明沿该断裂带曾发生过多次强烈地震,其中1920年海原大地震是迄今我国所发生的震级最高的大震。对该断裂带过去50ka以来的古地震事件的研究不仅有助于该带上未来发生的强震趋势的预测和减轻地震灾害,而且对于探讨仍在成长的青藏高原块体东北边界的最新构造运动及其机制也有重要意义。为恢复该活动断裂带过去50ka以来古地震事件发生的年代,本文选择保存有几个古地震事件的刺儿沟剖面进行崩积楔和冲刷沉积的释光测年研究。研究主要集中于以下两个方面:1)探索适用于该剖面上崩积楔以及冲刷沉积物的细颗粒释光测年最适当的实验方法和技术;2)根据该剖面上20多个崩积楔以及冲刷沉积物样品的释光年龄恢复该剖面上古地震事件的发生的年代,同时也为建立海原活动断裂带过去50ka所发生的强震的准确复发间隔提供一个参考的基础。 通过对刺儿沟剖面的野外详细的观察和测量,根据崩积楔和断层陡坎的记录本文认为该剖面上曾经发生过3次古地震事件,同时在该剖面的上部也揭露出与人类活动有关的5个文化层,本文认为这些人类活动是在沉积物沉积以后发生的。针对三个古地震事件所崩积楔的不同部位以及与断层活动有关的冲刷沉积物共采集了54个释光测年样品,从5个文化层中,分别采集了由人类活动所遗留下来的可供14C方法测年的炭屑样品12包和4个烘烤土样品供释光测年的研究。 实验室中对该剖面上54个沉积物样品中的21个样品和4个烘烤土样品采用多测片混合矿物细颗粒(4-11μm)释光测年技术测量。对每个样品分别使用细颗粒红外释光(IRSL)测年、同一套细颗粒测片IRSL测量后的绿光释光(GLSL)测量(称为Post-IR),分别使用附加剂量法、再生法和澳大利亚滑移法获得等效剂量(ED)。此外一些样品在Post-IR测量后对同一套细颗粒测片进行热释光(TL)测量获得等效剂量(ED)。所有样品的IRSL、GLSL(Post-IR)和Post一IR后的TL测量均在Daybreak 1 100型TL/OsL自动测量系统中进行。通过对刺儿沟剖面这25个样品的IRSL、GLSL(Post一IR)和Post一IR之后TL测量获得的所有ED值、ED坪和年龄的分析,本文获得以下的初步结论:1.细颗粒多测片的Post一IR测量对于崩积物和烘烤土样品的释光测年可能是更合适技术和方法。对烘烤土的IRSL、GLSL(P ost一IR)和Post一IR之后TL测量这几种方法获得的年龄结果与同层位的’4c测年年龄比较表明Post-IR测量所得的年龄值同’4c测年年龄在两个标准偏差(2a)内一致。同时沉积物样品Post一IR测量的年龄相比其他的方法同剖面地层层序能更好符合。2.通过对预热温度与多测片细颗粒IRSL信号稳定性关系的实验表明,释光信号测量前测片的预热温度在140一260oC、预热时间smin的程序是可取的。因此本文所采用的在释光信号测量前220oC、5而n的预热这一程序对于该剖面上的沉积物样品的IRSL和Post-IR测年是合适的。3.考虑到崩积和冲刷沉积的IRSL和Post-IR信号在沉积前可能是不完全晒退的,因此判断和评估样品的释光信号的晒退程度是很重要的。本文的研究认为一个充分晒退的样品应当有一个良好的ED值坪,而且其IRSL的各ED值应当在两个标准偏差(2司内一致,同时Post-IR的各ED值也应当两个标准偏差(Za)内一致。4.根据释光测年结果,本文初步获得刺儿沟剖面上分别由崩积楔I、n和m所代表的三个古地震事件的发生年代如下:最年轻的古地震事件m的发生年代通过较详细研究认为发生在距今21.8士3.4 ka23.5士2.7ka之间但更接近前者。古地震事件n可能发生在距今23.5过刀ka 25.7土4.ska之间。最老的古地震事件I可能发生在502士4.3ka以前但接近该年龄。古地震事件I和n的年龄数据很少,它们的准确年龄应当在今后的详细研究中获得。