释光测年原理
光释光(Optical dating; optically stimulated luminescence(OSL))是用光激发结晶固体中的陷阱电子,记录从固体中被释放出来的光子数目而确定固体晶格中积累的光电子数量,代表了晶体在环境辐射后所贮藏的辐射量。在热释光测年中利用加热样品来激发测年信号,对于光释光来说,则是利用光照作为激发源,利用高灵敏的光电倍增管来测量矿物颗粒中激发出来的释光信号。因放射性物质如U、Th等的辐射长期作用于有关介质如地质样品中的石英及长石等,使介质所接收到的辐射剂量不断积累,即受辐照的样品在还未达到饱和之前,总剂量是时间的函数,通过计算年剂量,样品年龄=样品接受到的总剂量/环境给予样品的年剂量。
OSL Dating
光释光测年
样品类型及采样方法
1. 采样层位应选择岩性均匀、沉积埋藏前已充分曝光的、厚度大于20-30厘米的风积层、冲积层、湖积物和海积层中的粉-细砂、粘土质粉-细砂或粘土,条件不允许时也可选择冲、洪积物中的粉-细砂、粘土质粉-细砂或粘土透镜体,以及坡积层理较清晰的粉-细砂、粘土质粉-细砂或粘土坡积物。
2. 样品采集时尽可能避光,含水状态对计算环境剂量率及年龄有较大影响,采集的样品尽可能维持原状,密封包装,以减少水分丢失。若在剖面上取样,应去除30-50cm的表样,取新鲜样品;
3. 对于沉积物,每个样品需要500克左右的样品。实验室最后只需提取1~2 g的纯石英或长石矿物(一般粒径是38~63 um、90~250um、 4~11 um)。根据样品沉积结构最好选择不同取样方式。
松散沉积物样品,一般采用尺寸长20cm 直径5-6cm的钢管打进采样层位,使样品充满容器,两端口用锡纸等不透光材料封住后用宽胶带封存,也可在遮光布下取样后避光包装密封。
固结样品,可以采集6×6×6 cm3块状样品,在野外用锡纸等不透光材料包装后用塑料袋密封防止漏光和水分的丢失。
钻孔岩芯样品,可采集长6-15 cm的整体块状圆岩芯或半岩芯,在野外用锡纸等不透光材料包装后用塑料袋密封。
古陶片、古砖瓦等考古样品,必须同时采集一些测试对象周围的土样,以供测定样品环境剂量率用。最好在半径为30 cm的范围内采集同一时代的古陶片、古砖瓦碎片3-6块作为平行样品,以减少测定一个孤立样品时可能产生的不确定性。每块碎片厚度应超过7 mm,长、宽(或直径)超过30 mm,尺寸大的更好,以保证样品内部beta剂量的完整。
4. 沉积物样品尽量在岩性均一、沉积层理清晰的细粉砂、亚砂土中采集,避免在地层界面上采样。若岩性不均匀或沉积层太薄,应在地层界面上下各取一个样品。
5. 样品的采样和存放地点应远离高温环境。
6. 记录采样点地理位置、标高、层位、埋深、岩性、样品周围是否有放射性污染源等,详见送样单。在实验室前处理之前,务必确保样品没有曝光(实验室红光除外)。
7. 提供样品测年意义及估计年代。
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