中晚更新世大同火山活动的释光测年研究

本项目将国内外正在探索的适用于年龄大于10万年沉积物的石英回授光释光（ReOSL）、热转移光释光（TT-OSL）测年技术应用于火山烘烤层测年，并尝试用粗颗粒钾长石光释光测定老于10万年的沉积物和烘烤层年代。通过对大同火山典型剖面系统取样，对分选出的粗颗粒石英和细颗粒石英样品，尝试进行多片和单片的回授释光（ReOSL）、热转移释光（TT-OSL）测年，以及粗颗粒钾长石OSL测年研究，并进行统计分析；然后与玄武岩的40Ar/39Ar测年结果进行比对，筛选出适于老于10万年沉积物和烘烤层年代测定的光释光测年技术和实验程序，评估光释光测年技术确定火山喷发时间序列的可靠性，为建立大同地区第四纪晚期以来火山活动的时间框架奠定基础。

火山喷发年代序列的建立对于认识火山活动的周期、规律和预测未来活动趋势，具有重要的科学和现实意义。本项目重点开展了大同火山熔岩与上下覆地层接触关系及地层调查、年代样品采样、光释光测试系列条件实验及年代测试等工作。对大同火山群及其火山年代学研究资料进行了广泛的收集、整理和分析，开展了多次野外调查观测和取样，共调查了10余个重点剖面，包括东水头、于家寨、黄家洼、黑山、狼窝山、阁老山、丰捻山等火山附近的剖面，重点对两个典型剖面进行系列取样。一是西区东水头剖面，二是东区于家寨剖面。共取光释光及k-Ar样品百余个，实验室测试数据上千组。.本项目通过对典型火山烘烤层的系统取样以及一系列条件和年龄测试，探索了火山烘烤层的光释光测年方法，获得了以下初步结果和认识。.1）传统光释光方法：对于10万年以来的烘烤层样品，通过条件测试和剂量恢复实验，粗、细颗粒对比实验、单片和简单多片对比实验，认为细颗粒石英的简单多片测试结果比较可靠。利用该方法对大同地区的烘烤层年龄进行了测试。.2）ReOSL/TT-OSL方法：经过不同条件、不同测试程序的测量，利用不同信号及不同计算方法等对生长曲线及恢复剂量进行了对比分析，结果显示利用单片回授程序中的OSL信号可以在16-40%的范围内恢复剂量。并且获得了35万的单片和68万的多片回授年龄，说明回授方法在火山烘烤层测年中的应用还是有一定可行性的，需要进一步深入研究。.3）从本次工作获得的结果来看，可以初步认为大同地区在中、晚第四纪至少存在2期火山活动，一期在距今8.5万年左右，一期在距今17万年左右或者稍早。初步建立了大同地区火山喷发的光释光年代序列，为今后进一步确立精确的火山喷发年代序列奠定了基础。