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第四纪时期不同尺度、不同类型、不同强度的地壳变动或构造运动是地质历史上最新、与人类活动关系最密切的地质事件。通过对这些地质事件发生、发展和消亡的时间要素及其阶段性和序列过程的定量分析，是把握现今正在进行着的地壳运动规律，有效减轻包括地震在内的地质灾害损失的一项重要基础性工作。测年技术是当前对活动断裂进行定年研究的主要技术手段之。目前，已被应用和正在探索使用中的年轻地质体或地貌面的测年方法主要包括14C、热释光（TL）、电子自旋共振（ESR）、K-Ar、铀系（U系）、裂变径迹、宇宙成因核素、石英表面显微结构等。这些测年方法使用的样品、适用年限等概括于表7.2。

表7.2　常用的年轻地质体（断层）的测年方法

在自然界的岩石土壤中，都含有U、Th和K等放射性元素，它们在衰变的过程中释放α、β、γ射线，可使结晶固体电离产生游离电子。这些电子在晶格中迁移和扩散，停留在导带附近的H能态或称非光敏陷阱。电子进入陷阱就被相对稳定地保留在晶格中，与其对应的空穴经过扩散，停留在价带附近的A能态，它们都比原来的能级高，这就是热释光的贮能过程。贮能电子一旦经热刺激就被激发，溢出陷阱，重新与空穴结合，释放出光子。在一定的时距内，放射性元素U、Th和K每年提供给晶体的辐射总剂量是一个定量，释放的光子数，即热释光强度与贮能电子累积的时间成正比。因此，只要测出晶体的热释光强度和每年接受的辐射总剂量，就可以计算出样品的年龄，这就是热释光测年（TL）方法（Aitken,1985）。近年来，TL方法已在活动断裂研究中得到比较多的应用（McCalpin and Forman,1991；Ramos et al.,2000等）。在浙江有许多采石场及建设工程切割面上往往易于采集到断裂带内未经风化的新鲜岩石破碎物、断层泥或断裂后期充填物，其中富含石英、长石等矿物者适合采用TL方法进行年龄测试。因此，我们主要使用TL方法来测定断裂的最新活动年龄，对浙江的一些主要活动断裂共获得了40余个热释光年龄测定数据（表7.3）。

业渝光　和杰　刁少波

（地质矿产部海洋地质研究所）

ESR是一种近年来迅速发展起来的测年技术。它的测年范围大，可从几千年到几百万年；可测的物质多，凡用14C、铀系、热释光、裂变径迹和氨基酸外消旋等方法能测试的许多物质，它都可以测试；样品需用量少，一般2g左右，珍贵的样品只需200mg左右；制样简便，所需成本也较低廉，便于批量测试，在国外每个样品的测试只需40～70美元，在国内也不过250～300元，是所有放射性同位素测年中最便宜的一种。ESR这些独特的优点已引起人们极大的注意，我们曾用这种测年技术对南海珊瑚礁做过许多测试，均取得好的效果，尤其是西琛一井143m以上岩心的ESR年代学更令人瞩目。

最近，我们对沉积物中石英的ESR测年进行了实验研究，并取得了重大进展。在用石英的E′心测定风成沉积物（黄土）的ESR年龄时，最令人困扰的问题是E′心的ESR信号经光晒后不但不消退反而增长，这就难以满足建立沉积物测年方法的前提。用E′心测出来的ESR年龄可能不是沉积物沉积时的年龄，而是沉积物受最后一次热作用时的年龄，在一般的情况下所得到的ESR年龄要比沉积时的年龄偏老。石英Ge心的ESR信号经光照晒后可消退为零，国外曾有人用石英的Ge心测定过海滩砂和断层的年龄。鉴于石英Ge心的这种ESR特性，我们决定用石英Ge心的信号测定沉积物的ESR年龄，同时对所测得的ESR年龄的可靠性及总剂量的求取做一评价。

山东半岛海滨区蕴藏着丰富的砂金矿资源，砂金矿体主要赋存于冲积层底部和基岩风化表层，测定这些砂金矿体的成矿年代不仅有着理论意义，而且有着重要的实际意义。近20个样品取自山东招远县的古河床和山东半岛沿海地区的阶地，样品为含砾砂、砂质粉和粘土质粉砂。在用石英Ge心进行ESR测年时存在一些实际困难，如Ge心对人工辐照剂量的影响灵敏度较低，天然辐射剂量时Ge心的ESR较弱，常常和仪器的噪声信号难以区分等，这些问题使常规的附加剂量法求取天然辐射剂量（TD）值难以奏效。这些样品对人工辐照剂量的影响分两种情况：①Ge心的ESR信号随辐照剂量的增加而增大；②Ge心的ESR信号随辐照剂量的增加有时增大，有时反而减小。我们认为这和样品的本身有关。冲、洪积的沉积物和断层内物质完全不一样，断层内的物质在经受了一次热作用后，不管何种来源的石英，ESR信号都消退了，而冲、洪积的沉积物极可能是由经受了各种不同搬运历程的石英所组成，即石英的来源和埋藏时间不同，在流水作用下混合在一起，可能是在等分样品时没有混合均一的缘故。在这种情况下，我们采用了新的方法求取样品的天然辐射总剂量。

石英Ge心的ESR信号经阳光直接暴晒十几小时后就可以完全回零，这些冲积物在埋藏前必须受阳光的照晒，可以满足ESR测年时信号回零的前提。关于石英Ge心的寿命没见文献报道过，Fukuchi(1989）曾报道过断层内石英Ge心的年龄超过1Ma，和Al心与OHC心得到的年龄一致，这表明Ge心的寿命至少有1Ma，完全满足晚更新世冲积物ESR测年的需要。我们首次提出用新方法求取TD值，为了和其他的测年方法对比，我们还做了几个样品的热释光年龄，实验结果表明这些样品的ESR年龄和热释光年龄一致。样品的ESR年龄和所在层位相应，而且符合地质情况，所测得的ESR年龄个个有使用价值。然而，用E′心测得的年龄比用Ge心测得的年龄要老得多，而且和地质背景相差甚远。这说明用我们提出的新方法测定冲击物的ESR年龄是可靠的。

山东荣成柳夼的红砂层相当于华南沿海的“老红砂”。尽管有关“老红砂”的文献不下10篇，但对其成因的看法仍有分歧，有人认为是近源滨海沉积，也有人认为是风成的；对于“老红砂”的形成年代，由于受到测年技术的限制，极少有直接测年的证据，大都通过测定其上覆或下伏层的年龄而确定。直接测定“老红砂”的年龄，无疑有利于它和其他同时期的沉积物相对比，对深入研究“老红砂”的成因和古气候等问题有着重要意义。我们测定荣成柳夼红砂层的最老年龄为6.5万a，看来是末次冰期以来形成的。是否还有更老的“老红砂”年龄的直接测定对中国海岸带风沙研究肯定有极大的促进作用。

石英是自然界广泛存在的矿物，也是较难测年的矿物。用石英Ge心测定冲积物和“老红砂”年龄取得成功，是石英ESR测年的重大突破，将对第四纪年代学的研究产生深远影响，使许多砂质样品的测年成为可能，对第四纪地质学、海洋地质学的研究和工程地质上的应用都有着重要意义，同时也标志我国ESR测年的研究已达国际水平。

（海洋地质动态，1991，第2期，19～20页）

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