黄土沉积物序列宇宙射线成因核素埋藏定年

Cenozoic eolian dust deposit sequences in Chinese loess plateau are an archival for evolutions of the Earth system and human being activities. However, their time series constructed basically only with several paleomagnetic polarity reverse ages is tentative and has not approved by any other dating method. Cosmogenic nuclide burial dating recently emerges an attractive technique, and has not been made any attempt on the dust deposit sequences until today. This subject would test validity and potential applications for the 26Al/10Be burial dating on silt quartz and stone tools from loess (dust) sequences deposited during Quaternary in Chinese loess plateau. The measurements of 26Al/10Be concentrations would be carried out on quartz of samples from surface dust deposits, different layers of Quaternary loess section, and burial stone tools. Modeling 26Al/10Be burial ages for the samples would be valued by comparing with the paleomagnetic polarity reverses recorded in the Quaternary loess section, to answer if the inherited 26Al/10Be ratio is constant in quartz of the samples. This subject would play a very important role in chronology for the Cenozoic eolian dust deposit sequences.

黄土高原新生代风成沉积物序列已成为研究地球系统演化和古人类活动历史的重要支柱，然而它的时间序列主要依据为数不多的几个古地磁极性倒转界限年龄而建立，这致使深入进行古气候、古环境研究面临一定的不确定性。宇宙射线成因核素埋藏定年方法是最近十多年来发展起来的新技术，新生代风成沉积物序列具备了进行核素埋藏定年的基本地质条件。本申请项目拟通过测量黄土高原现代风成沉积物（表土），不同层位的第四纪黄土沉积物以及出土石器的石英26Al/10Be浓度，研究风成沉积物石英26Al/10Be继承性组分的特征，确定26Al/10Be埋藏年龄，建立黄土埋藏年龄序列，并与古地磁界限年龄对比，评价风成沉积物26Al/10Be埋藏定年的可行性和可靠行性以及应用前景。这对风成沉积物年代学发展，和深入进行古气候和古环境演化，以及揭示黄土高原早期人类活动历史都具有重要意义。

通过测量第四纪黄土剖面沉积物和石器样品中石英10Be和26Al浓度，运用黄土26Al /10Be沉积埋藏年龄理论模型计算埋藏年龄，建立年代序列，并将埋藏年龄序列与古地磁年龄序列对比，评价了第四纪黄土沉积物石英26Al /10Be埋藏定年的可靠性以及应用前景，得出下列结论：.1） 26Al 、10Be浓度和26Al/ 10Be比值与样品采集层位的新老序列具有显著的关系，尤其是26Al/ 10Be比值随黄土-古土壤由新到新呈指数降低的趋势，表明黄土中埋藏物质石英中26Al/ 10Be比值具有放射性同位素的特征，年代学的意义显著；.2）在不排除子射线对沉积物石英26Al 和10Be产率贡献的原则上，建立的快速和稳定沉积埋藏26Al/10Be定年模型是有效的，可以获得样品埋藏年龄的上、下限值，模型产出年龄的误差平均约0.16 Ma, 对黄土沉积序列沉积物和石器等埋藏年龄的确定具有重要的意义；.3）尽管单个样品26Al/10Be沉积埋藏年龄误差较大，但通过对整个黄土-古土壤序列较高密度的样品测量能够建立较高精度的26Al/10Be年代序列。初步建立的年代回归方程，进一步约束了样品采集层位的26Al/10Be埋藏年代的误差。这对建立独立黄土-古土壤年代序列，研究长期古环境变化具有深远的意义；.4）黄土地层中出土的石器26Al/ 10Be埋藏年龄的测量发现，蓝田地区人类活动可能早在2.07±0.06 Ma之前就已出现了，蓝田直立人头盖骨出土的层位26Al/ 10Be埋藏年龄约1.52±0.05 ~ 1.62±0.05 Ma（图4），显著老于根据古地磁地层推断的年代。