26Al/10Be埋藏测年技术在第四纪沉积物定年中越来越普及,但在沙漠沉积物中的应用相对较少。为了验证该技术在沙漠地层中的可靠性,我们尝试在多个沙漠钻孔中开展埋藏测年研究。本研究在巴丹吉林沙漠(WEDP02)、腾格里沙漠(WEDP06)以及古尔班通古特沙漠(GB01)的三个钻孔中共计测试了13个样品,结果表明:
1)相较于古地磁等方法得到的年代结果,基于简单埋藏测年计算方法得到的厚风成砂地层的埋藏测年结果显著偏老,可能是由于沙漠相沉积物埋藏前沉积历史复杂所致。风成沉积物相较于河湖相沉积物,具有多次搬运多次埋藏的特点,使得沉积物中的放射性核素不能充分累积,不符合简单埋藏法的计算前提。同时反复的搬运埋藏,使得样品中的26Al、10Be核素浓度值较低,接近于现有加速器的测试背景值,因此年龄结果不可靠。而在较薄的风成砂地层中,26Al、10Be核素浓度值较高,同时沉积过程相对稳定,年龄结果与基于古地磁和轨道调谐得到的年代框架基本吻合。
2)基于以模拟为主的新方法,我们改进了埋藏测年的计算模型。放射性核素随时间周期性衰减是该方法定年的核心,依靠模拟重建合理可靠的核素衰减过程是矫正埋藏测年结果的途径。首先,单位时间的核素浓度变化量可以分为两部分:核素衰减量以及核素生产量,两者相加则为单位时间核素浓度值的变化量。其次,产率受沉积物埋藏深度影响,结合已有关于深度与产率关系的研究,则可基于前一时刻的核素浓度与沉积物深度,推导得到后一时刻的沉积物核素浓度值与此时的深度。最后,以沉积物被搬运的起始时刻作为初始时刻,以设定的单位时间为间隔,推导至最终的埋藏时刻。从而完全依靠模拟重建,得到符合实际情况的搬运埋藏过程。初步计算模型的矫正效果在较薄的风成砂地层中较为显著,但针对较厚的风成砂地层矫正效果并不明显,原因可能是因为样品本身核素浓度太低所致,同时仍需要更多的样品验证模型的可靠性。
因此,在沙漠地区应用26Al/10Be埋藏测年技术时,应避免在较厚的风成砂地层取样,尽量选择沉积过程相对简单的湖相砂层或者较薄的风成砂层作为目标层位。通过模型模拟合理且可靠的搬运、埋藏历史过程,可以显著提高埋藏测年计算结果的准确度。
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