砂巖和花崗巖巖石表層光釋光信號曬退速率對比及測年意義

崔富榮 ，劉進峰

1.中國地震局地質研究所 地震動力學國家重點實驗室，北京100029

2.中國地質大學（北京） 地球科學與資源學院，北京100083

光釋光測年（optically stimulated luminescence dating，OSL dating）已被廣泛用于測定各類第四紀沉積物的年代。光釋光年齡是指松散沉積物中石英或長石等礦物顆粒自最后一次曝光后被沉積埋藏至今所經歷的時間，即埋藏年齡（Aitken，1998）。最近，光釋光信號被用來嘗試測量巖石表層一定深度內的輻射劑量變化特征（Habermann et al，2000；Simms et al，2011；Sohbati et al，2011， 2012a，2012b，2012c；Chapot et al，2012），進而通過建立釋光信號自巖石表面向內的釋光信號曬退曲線與曬退時間的關系，來估算巖石的暴露年齡（Sohbati et al，2012b）。巖石形成后，經過漫長的地質時期，其積累的釋光信號已經飽和，如果經歷斷層錯動、滑坡、崩塌、河流搬運或人類移動等活動而暴露于地表，在陽光曬退作用下，巖石外層的石英和長石顆粒晶格缺陷內俘獲的電子會陸續逃逸，也即積累的釋光信號逐漸被曬退，直至達到接近或完全歸零程度。這個釋光信號歸零深度將隨著暴露時間的延長而加深。巖石釋光殘余信號強度L與暴露時間t存在如下關系（Sohbatietal，2012b）：

式中：L0是飽和釋光信號強度；σ是光解離截面積（cm2）；φ0是巖石暴露表面光子通量（cm2? s?1）；μ是光透系數（mm?1）；是巖石的光曬退速率（劉進峰，2014），其中，和μ與巖石類型和特征相關。可通過測量已知暴露年齡的巖石不同深度的釋光信號，建立并擬合深度-釋光信號強度-時間關系曲線，獲得巖石光曬退參數和μ值；然后，測量未知暴露年齡巖石不同深度的釋光信號，將上述獲得的光曬退參數（和μ值）代入該測年模型進而推算巖石的暴露年齡。……