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相似文献
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1.
黄费新 《地质与勘探》2020,56(5):1057-1064
在以往研究中,原地生成宇宙成因核素测年技术虽然理论上可以利用两种核素(如10Be和26Al)联立方程组同时解出暴露年龄和侵蚀速率,但在实践中却常采用单种核素(常用10Be)分别解出最小暴露年龄和最大侵蚀速率,26Al数据只用于辅助判断。这主要是因为受目前误差水平限制,10Be和26Al的测试数据结果,常常并未能达到联立两个方程解出暴露年龄和侵蚀速率两个参数的精度(当然也有其他因素影响),这在投影图上常表现为被认为只有一次性暴露历史的样品,投影结果在稳态侵蚀岛之外,只有加上误差,才能进入或靠近稳态侵蚀岛。同理,在推导出包含生成速率加速率的计算等式后,虽然理论上抬升区长期暴露的样品也能够利用两种核素(如10Be和26Al)同时解出侵蚀速率和抬升速率,但实践上10Be和26Al浓度投影结果可能并未在抬升的正常投影区(稳态侵蚀岛上曲线附近),从而解出的侵蚀速率和抬升速率合理性存疑。对此,参考计算最大侵蚀速率的原理,提出利用长期暴露样品的10Be浓度来解出抬升区地表最大抬升速率的计算方法(,从而可以对碰撞造山抬升区的抬升速率上限进行限定。  相似文献   

2.
原地生成宇宙成因核素测年技术在计算暴露年龄和侵蚀速率时,一直默认样品所在位置不随时间发生高程变化,从而核素生成速率不因高程变化而改变。在构造稳定区,这样的假设是合理的。在构造活动区,往往会因构造运动,地表样品高程发生改变。大冰盖地区(如南极)的冰川消融或加厚也会引起地壳均衡反弹,从而导致样品高程变化,而核素的生成速率将随高程变化而改变。本文对连续抬升情况下,地表样品中宇宙成因核素浓度与生成速率加速率间的计算关系进行了三种方法的数学推导,并提出如何利用单块样品中两种宇宙成因核素(以10Be和26Al为例)浓度计算地表抬升速率,最后指出已往利用宇宙成因核素方法对构造活动区的侵蚀速率的计算存在高估。本文首次提出利用地表在接近稳态侵蚀状态下的单块样品的两种宇宙成因核素直接计算地表持续抬升速率的方法,从而将原地生成宇宙成因核素方法和构造运动学研究直接联系起来。  相似文献   

3.
黄费新 《地质与勘探》2020,56(1):182-189
原地生成宇宙成因核素测年技术中,计算核素浓度的传统通用等式假设了地表侵蚀速率(参数ε)及样品的位置在暴露期间保持不变,从而简化了计算过程。然而这种假设可能并不符合复杂地质背景的实际情况,从而造成计算结果误差较大,与其他测年方法结果也难以相互比较和匹配。本文利用将核素总浓度按年份分解为每年生成的浓度,经衰变和侵蚀的综合影响后至今剩余的浓度(称为年份净剩余浓度),组成数列累加的办法,分别推导了地表样品在高程以及侵蚀速率变化情况下的核素浓度计算等式。在此基础上,给出了地表生成速率和侵蚀速率逐年变化情况下的通用浓度年份化累加等式。最后讨论了传统浓度计算等式中的参数ε(侵蚀速率)的地质意义,明确了ε是一个积分中值,并不代表暴露期间的算术平均侵蚀速率,而是每年的侵蚀速率以自然指数加权的复杂方式(即T年前的那一年的生成浓度将乘以e-(λ+ρεΛ)(T-1))影响到样品的最终浓度值。  相似文献   

4.
黄费新  程杨  李岩  李广伟  董国成  梁霞 《岩石学报》2021,37(5):1611-1618
原地生成宇宙成因核素测年技术计算暴露和埋藏年龄以往分属于不同的计算方法体系,采用的计算等式不同.实际上,无论是暴露过程还是埋藏过程,都涉及了核素的新生和已生成核素的减少,其浓度计算方法原理上有相通之处.考察被研究样品历史上某时点的状态,侵蚀使样品距地表深度不断减小,埋藏使样品距地表深度不断增加,刚好是一种相反的过程,而...  相似文献   

5.
黄费新  李岩  程杨 《地质与勘探》2019,55(1):145-151
原地生成宇宙成因核素测年技术可以方便地计算出地表的暴露年龄和侵蚀速率,从而成为研究地表演化过程的有力工具。在利用原地生成宇宙成因核素测年方法研究地表的侵蚀过程中,常常将稳态侵蚀状态下浓度与侵蚀速率的关系式所计算出的侵蚀速率当成暴露时间内的地表平均侵蚀速率,这其实是不准确的。本文通过数学计算和理论推导,证明由当前稳态侵蚀关系式解出的侵蚀速率是地表当前侵蚀速率(或称为最后恒定侵蚀速率),显然与地表平均侵蚀速率所代表的地质含义是不同的。  相似文献   

6.
根据地表暴露岩石或埋藏物中宇宙成因核素浓度可计算样品的暴露年龄或埋藏年龄,从而估算出研究区域的侵蚀速率和抬升速率等重要地质信息,该方法现已成为晚新生代地质和地貌变化研究的重要手段。概述了近5年来国内外宇宙成因核素在地质年代学研究中的最新进展,主要包括以下几个方面:①10Be研究进展,26Al/10Be双核素测年计算模型的改进和完善,以及21Ne的加入对26Al-10Be测年方法的拓展;②宇宙成因36Cl在碳酸盐岩中的研究和应用进展;③53Mn、41Ca等新核素的研究和应用;④宇宙成因核素测年技术在国内的应用进展。最后,分析了宇宙成因核素测年存在的主要问题及下一步重点研究方向。  相似文献   

7.
为了探讨不同暴露时间对利用原地生宇生核素估算地表基岩至大侵蚀速率(maximum erosion rates,指假设样品达到侵蚀平衡状态下的侵蚀速率)的差异,本文选择青藏高原东南部稻城古冰帽区至少暴露年代(minimum exposure ages,指利用宇生核素暴露测年法所估算的在不考虑侵蚀速率影响时的暴露年代)为500 ka、100ka、10 ka的样品进行估算,并对前人的研究结果进行统计.研究表明:①研究区地表基岩在500 ka尺度、100 ka尺度和10 ka尺度的至大侵蚀速率分别约为1 mm/ka、5mm/ka和40 mm/ka,该结果与前人研究结果相一致.②文献统计显示百万年尺度和万年尺度地表岩石侵蚀速率可相差100倍.因此,基于原地生字生核素所估算的侵蚀速率是在某个暴露时间(假设该暴露时间已达到侵蚀平衡状态)内的至大侵蚀速率,而不同的暴露时间尺度所估算的结果相差较大,因此在进行区域至大侵蚀速率对比时一定要注意样品的至少暴露年代尺度是否一致.本研究可为青藏高原地区地表侵蚀速率的研究提供参考.  相似文献   

8.
郑佳宏  张志刚  崔海涛  袁雪  杜宇瑄  赵丹  王建 《地质论评》2023,69(1):2023010024-2023010024
宇生核素暴露测年技术是目前第四纪地貌年代测定最常用的方法之一,由于难以定量化继承性核素以及侵蚀对样品暴露年代的影响(通常假设继承性和侵蚀的影响为0),其测年结果难以反映地貌的真实暴露年代。通过测定地貌剖面不同深度样品的宇生核素浓度,建立"宇生核素浓度-深度"剖面曲线,可同时定量化研究地貌体的暴露年龄、继承性宇生核素浓度以及侵蚀速率,有效地弥补了宇生核素暴露测年中继承性核素以及侵蚀速率不确定性的缺陷。基于蒙特卡洛方法的宇生核素深度剖面暴露测年模型(简称蒙特卡洛深度剖面模型)是最常用的计算模式之一,然而,国内关于该方法的原理及其应用研究相对较少,大大限制了该方法的广泛使用。本文详细阐述了蒙特卡洛深度剖面模型的原理及其在冰川地貌、河流阶地、冲洪积扇等地貌测年中的应用。此外,介绍了深度剖面模型的复现、非稳态模型、线性反演模型等其他几种计算模式并进一步探讨了蒙特卡洛深度剖面模型暴露测年技术的野外采样方法,以使其能够广泛应用于第四纪地貌学和年代学研究中。  相似文献   

9.
宇生核素暴露测年技术是目前第四纪地貌年代测定最常用的方法之一,由于难以定量化继承性核素以及侵蚀对样品暴露年代的影响(通常假设继承性和侵蚀的影响为0),其测年结果难以反映地貌的真实暴露年代。通过测定地貌剖面不同深度样品的宇生核素浓度,建立“宇生核素浓度—深度”剖面曲线,可同时定量化研究地貌体的暴露年龄、继承性宇生核素浓度以及侵蚀速率,有效地弥补了宇生核素暴露测年中继承性核素以及侵蚀速率不确定性的缺陷。基于蒙特卡洛方法的宇生核素深度剖面暴露测年模型(简称蒙特卡洛深度剖面模型)是最常用的计算模式之一,然而,国内关于该方法的原理及其应用研究相对较少,大大限制了该方法的广泛使用。笔者等详细阐述了蒙特卡洛深度剖面模型的原理及其在冰川地貌、河流阶地、冲洪积扇等地貌测年中的应用。此外,介绍了深度剖面模型的复现、非稳态模型、线性反演模型等其他几种计算模式并进一步探讨了蒙特卡洛深度剖面模型暴露测年技术的野外采样方法,以使其能够广泛应用于第四纪地貌学和年代学研究中。  相似文献   

10.
宇生核素暴露测年过程中,通常假设在样品最后一次暴露前,样品中的宇生核素(继承性宇生核素)浓度为0。然而,大量的测年数据研究发现,样品的暴露年代结果会受到继承性核素的影响从而高估地貌的真实年代。因此,如何降低继承性核素对暴露年代结果的影响或者定量分析继承性核素的影响程度不仅可为地貌演化提供准确的年代数据,而且对宇生核素暴露测年技术的研究具有重要意义。因此,本文以宇生核素暴露测年技术在冰川地貌中应用为例,通过分析继承性核素的研究概况,并结合宇生核素暴露测年原理,探讨继承性核素对测年结果影响的定量分析方法。研究结果表明: ① 通过样品中 n ( 26 Al)/ n ( 10 Be) 值\[即同一样品中宇生核素Al 26 与Be 10 浓度(单位为atom/g)的比值\]以及同一地貌位置多个的样品年代数据分布情况可初步判断测年结果是否受到继承性核素的影响;② 通过现代冰川冰碛物中宇生核素的浓度可以定量分析继承性核素对暴露测年结果的影响; ③ 通过计算冰碛垄顶部和一定深度(>2~3 m)样品的宇生核素浓度差,可以减少继承性核素的影响。本研究内容对冰川地貌宇生核素暴露测年具有重要意义。  相似文献   

11.
We demonstrate that cosmogenic nuclide surface exposure dating can be used to provide the first well-constrained age for a Fiordland bedrock surface that was created by coastal erosion and has since been uplifted. Tight clustering of 10Be and 26Al apparent exposure ages between 102-119 kyr on a terrace with strandline at 65 ± 8 m gives a last interglacial age of terrace formation of 130-120 ka, and an uplift rate of 0.52 ± 0.08 mm/yr. Apparent exposure ages from a higher (92-130 m), more incised region of remnant coastal morphology fall in the range 53-111 kyr. The anomalously low ages and large variance demonstrate that weathering and fluvial or rockfall erosion rates are too extreme at the higher sites to determine an age of coastal erosion. Sea level samples have apparent exposure ages in the range 2-11 kyr, with an uncertainty of about 3 kyr. This is consistent with surface exposure during the present sea level high-stand, indicates minimal inheritance of ancient cosmogenic nuclides, and is in accord with geomorphic arguments. Mean 26Al/10Be ratios of 6.6 for each sample set is consistent with the actively exhuming late Quaternary tectonic setting. Large boulders and gently convex rocky outcrops formed during coastal erosion preserve surfaces that are least modified during later uplift, and are hence the best sites for determining the age of coastal erosion.  相似文献   

12.
10Be和26Al在地表形成和演化研究中的应用   总被引:28,自引:4,他引:24       下载免费PDF全文
地球表面丰富多样的地形、地貌是地球内外动力相互作用的结果。宇宙射线辐射地表岩石、沉积物等产生的10Be和26Al放射性核素(半衰期分别为1.5Ma和0.71Ma),它们的浓度主要取决于由地理位置和地形、地貌条件所决定的宇宙射线辐射的通量和时间,从而能够记录地表的形成和演化历史。因此,宇宙成因核素是研究地表形成历史和作用过程的有力工具。  相似文献   

13.
Cosmogenic nuclide-based denudation rates and published erosion rates from recent river gauging in the Napo River basin (Peruvian Amazonia) are used to decipher erosion and sedimentation processes along a 600 km long transect from the headwaters to the lowlands. The sediment-producing headwaters to the Napo floodplain are the volcanically active Ecuadorian Andes, which discharge sediment at a cosmogenic nuclide-based denudation rate of 0.49 ± 0.12 mm/yr. This denudation rate was calculated from an average 10Be nuclide concentration of 2.2 ± 0.5 × 104 at/g(Qz) that was measured in bedload-derived quartz. Within the Napo lowlands, a significant drop in trunk stream 10Be nuclide concentrations relative to the Andean hinterland is recorded, with an average concentration of 1.2 ± 0.5 × 104 at/g(Qz). This nuclide concentration represents a mixture between the 10Be nuclide concentration of eroded floodplain deposits, and that of sediment eroded from the Andean hinterland that is now carried in the trunk stream. Evidence for addition of sediment from the floodplain to the trunk stream is provided by published decadal-scale sediment flux measurements from gauging stations operated in the Napo basin, from which an increase from 12 × 106 t/yr at the outflow of the Andes to ~47 × 106 t/yr at the confluence with the Solimões (upper Amazon River) is recorded. Therefore, approximately 35 × 106 t of floodplain sediment are added annually to the active Napo trunk stream. Combined with our nuclide concentration measurements, we can estimate that the eroded floodplain deposits yield a nuclide concentration of ~0.9 × 104 at/g(Qz) only. Under steady state surface erosion conditions, this nuclide concentration would translate to a denudation rate of the floodplain of ~0.47 mm/yr. However, we have no geomorphologic explanation for this high denudation rate within the low relief floodplain and thus suggest that this low-nuclide concentrated sediment is Andean-derived and would have been deposited in the floodplain at a time when erosion rates of the Andes were elevated. Therefore, the recently eroded floodplain sediment provides an Andean “paleo denudation rate” of 1.2 mm/yr that was calculated for high Andean production rates. A likely period for elevated erosion rates is the LGM, where climate and vegetation cover of the Andes differed from that of the Holocene. A possible cause for the erosion of the floodplain is the tectonic uplift of the Eastern Andes, which progressively shifts the Napo River northwards. Hence, the river cuts into ancient lowland sediment, which is admixed to the Andean sediment carried in the main Napo River.  相似文献   

14.
中国南方海相层系埋藏史类型与生烃演化模式   总被引:9,自引:0,他引:9  
在漫长的地质历史中,中国南方海相层系经历了多旋回构造运动与强烈后期改造。印支运动以来,多期沉降与隆升及其地区差异性表现产生了"早降晚抬"和"早抬晚降"两大类6种形式的埋藏演化史类型。受埋藏史类型控制,南方各地区不同层系烃源岩的生烃演化史存在明显差异性。按生烃过程是否连续及成熟演化明显暂停前是否已达到或超过生烃高峰期,将南方海相烃源岩的生烃演化过程归纳为连续生烃模式、二次生烃模式和晚期生烃模式等3种类型。  相似文献   

15.
In contrast to active tectonic settings, little is known about the potential feedback between surface processes and climate change in tectonically inactive cratonic regions. Here, we studied the driving forces of erosion and landscape evolution in the Kruger National Park in South Africa using cosmogenic nuclide dating. 10Be‐derived catchment‐wide erosion rates (~2 and ~10 mm ka?1) are similar in magnitude to erosion and rock uplift elsewhere in South Africa, suggesting that (1) rock uplift is solely the isostatic response to erosion and (2) the first‐order topography is likely of Cretaceous age. The topographic maturity is promoted by widespread exposure of rocks resistant to erosion. Our data, however, suggest that local variations in rock resistance lead to transient landscape changes, with local increases in relief and erosion rates.  相似文献   

16.
柴达木盆地德令哈坳陷石炭系烃源岩成熟度演化史   总被引:3,自引:3,他引:0  
德令哈坳陷是柴达木盆地石炭系具有勘探前景的地区。综合区域调查、平衡剖面反演、镜质体反射率等分析,获取了柴达木盆地主要构造运动期次,并结合盆地模拟技术,重建了石炭系埋藏史;结合石炭系烃源岩油气地化指标,研究了德令哈坳陷石炭系烃源岩热演化史。研究表明,德令哈坳陷内石炭系烃源岩广泛发育,有机质丰度较高,埋深较大,但未发生变质,处于成熟-高成熟阶段。德令哈坳陷石炭系埋藏史主要表现为晚石炭世、中侏罗世早期-晚白垩世、渐新世晚期-中新世为快速埋藏期,早二叠世-晚三叠世、早白垩世-始新世为稳定期,晚三叠世末-晚侏罗世、始新世末-中新世、中新世末以来为强烈抬升剥蚀期,沉降史与抬升剥蚀史新生代以来存在着差异;石炭系烃源岩热演化史主要表现为"二次生烃、晚期生烃为主"的特点,主要受控于区域构造运动。晚古生代以来柴达木盆地热演化总体表现为缓慢降低的特征,主要受控于柴达木盆地岩浆热事件与构造活动特征。   相似文献   

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