宇宙成因核素埋藏年龄测定及其在地球科学中的应用-地球信息科学学报.PDF

第 ３３卷　第２期 地　震　地　质 Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．２ ２０１１年６月 ＳＥＩＳＭＯＬＯＧＹＡＮＤＧＥＯＬＯＧＹ Ｊｕｎｅ，２０１１ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－４９６７．２０１１．０２．０２１ 宇宙成因核素埋藏年龄测定 及其在地球科学中的应用  袁兆德　陈　杰 　张会平 （中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京　１０００２９） 摘　要　　原地生成宇宙成因核素埋藏测年方法，在晚新生代沉积物尤其是陆相碎屑沉积物测年上 ２６ １０ 具有广泛的应用前景。在同一岩石或矿物中的宇宙成因核素对，例如 Ａｌ和 Ｂｅ在地表的生成速率 比值是固定的，不受纬度和海拔的影响，但是这一核素对分别具有不同的半衰期。在地表经历了暴露 ２６ １０ 的沉积物被埋藏后，该比值会随着时间而降低，因此具有不同的半衰期的核素对（例如 Ａｌ／Ｂｅ）可以 作为一种地质时钟，测年范围在几十万 ａ至５Ｍａ。文中简要介绍了目前常用的４种方法及其应用：暴 ２６ ２１ １０ ２１ 露－埋藏图解法、深度剖面法、等时线法以及 Ａｌ－Ｎｅ和 Ｂｅ－Ｎｅ法。 关键词　　宇宙成因核素　埋藏年龄测定　晚新生代　沉积物 中图分类号：Ｐ５９７ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３－４９６７（２０１１）０２－０４８０－１０ ０　引言 虽然已有多种测年技术用于晚新生代地质年代的测定，但对于数十万 ａ至几 Ｍａ的沉积 物，尤其是陆相碎屑沉积物，目前仍无可靠的绝对测年方法或技术可用来准确测定其年龄，只能 借助一些间接的方法或技术来获得一些半定量或定性的地层年龄估计值。例如，磁性地层年代 学方法只能给出地层剖面中极性界线的年代，但该方法要求所研究的沉积地层剖面是相对较连 续的细粒沉积，且需要有独立的年龄控制点，并不适用于所有类型的沉积物测年。对于认识晚 新生代地质环境演化过程，这一时段的沉积物年龄测定是十分重要和有意义的。这是晚新生代 地质年代学研究中亟待解决的一个问题。加速质谱（ＡＭＳ）技术的发展和宇宙成因核素埋藏年 龄测定技术有可能为解决这个难题提供新的途径。 宇宙成因核素测年技术是在研究陨石中宇宙成因核素的基础上发展而来的，分为原地（ｉｎ ｓｉｔｕ）生成宇宙成因核素测年和大气宇生核素测年。本文将重点介绍前者，即原地生成宇宙成因 核素测年技术，是由Ｌａｌ等（１９８５）首先提出来的。该测年分为暴露测年和埋藏测年，２种方法 都能达到百万 ａ的时间尺度。本文将介绍原地生成宇宙成因核素埋藏测年，此技术在缺少可用 于 Ｋ－Ａｒ或 Ａｒ－Ａｒ测年物质的地区，相对其他测年方法，具有得天独厚的优势，其有效测年范围 １４ 为几十万 ａ至５Ｍａ（Ｇｒａｎｇｅｒｅｔａｌ．，２００１ａ），填补了铀系测年（测年范围至４万 ａ）、Ｃ测年（测年 〔收稿日期〕　２０１１－０３－０５收稿，２０１１－０４－２３改回。 〔基金项目〕　地震动力学国家重点实验室自主研究课题（ＬＥＤ２０１０Ａ０４）、国家自然科学基金和科 技部国际科技合作计划项目（２００８ＤＦＡ２０８６０）共同资助。 通讯作者：陈杰，研究员，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｊｉｅ＠ｉｅｓ．ａｃ．ｃｎ。 ２期 袁兆德等：宇宙成因核素埋藏年龄测定及其在地球科学中的应用 ４８１ 范围至５万 ａ）和释光测年（测年范围至 １０万 ａ）等测年方法的空区；测年对象是在各种地质环 境中广泛存在