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微分量标准化生长曲线法测定泥河湾盆地钾长石年龄上限达780 ka的创新研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Quaternary Geochronology 1.7
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为解决泥河湾盆地中-晚更新世旧石器遗址年代学框架不完善的问题,研究人员创新性地采用钾长石微分量(pIRIR275)标准化生长曲线(SGC)与Ln/Tn阈值校正技术,成功将测年上限扩展至780 ka。该研究通过对比单分量(SA)与微分量(MA)结果,发现暗颗粒存在微弱异常衰减,经Tn阈值校正后年龄与B/M界线(~780 ka)预期值吻合,显著缩短仪器耗时并为东亚旧石器文化序列研究提供可靠年代学工具。
泥河湾盆地作为东亚旧石器考古研究的核心区域,保存着贯穿整个更新世的连续地层与大量石器遗存。然而,该区域中-晚更新世遗址普遍缺乏精确年代数据,导致两个关键年代空白(800-400 ka和260-120 ka)长期存在,严重阻碍了对石器技术演化与人类持续占据模式的认知。传统石英光释光(OSL)测年受限于~200 ka的技术瓶颈,而钾长石后红外红外释光(pIRIR)信号虽具有更低异常衰减率,但单分量再生法(SAR)耗时巨大且难以突破700-800 ka的测年极限。
吉林大学的研究团队创新性地开发了微分量(MA)标准化生长曲线(SGC)技术,通过整合泥河湾盆地19个地点的35个样品数据,构建了覆盖2400 Gy剂量范围的区域通用SGC。研究采用两步式pIRIR275激发流程(先200°C红外激发200秒去除不稳定电子,再275°C激光激发),结合最小二乘归一化(LS-normalization)方法,显著提高了数据可比性。通过对比达达坡(DDP)剖面7个样品的单分量(SA)与微分量(MA)结果,发现暗颗粒(Ln/Tn值较低)存在约3.2%/decade的微弱异常衰减,而亮颗粒基本不受影响。研究提出Tn阈值筛选法(剔除Tn<2000光子计数/0.1秒的颗粒),将B/M界线样品年龄校正为725+179-117 ka,与预期值(~780 ka)在误差范围内一致。
SGC测定
通过180-212 μm单颗粒与63-180 μm微分量混合建库,验证了区域通用SGC的可行性。LS-normalization法利用所有再生剂量信号进行迭代拟合,较传统单剂量归一化更稳定。
Ln/Tn分布与年龄
DDP剖面上部5个样品仅4-35%颗粒通过Tn阈值筛选,而近B/M界线的DDP-1样品通过率达72%,表明古老样品中亮颗粒比例更高。经校正的年龄序列呈现自上而下递增趋势,证实地层完整性。
讨论
研究首次发现pIRIR275信号在暗颗粒中仍存在可检测的异常衰减,这解释了MA与SA结果约10%的系统偏差。通过Tn阈值校正,MA SGC将单样品测量时间从常规SAR的48小时缩短至8小时,同时将测年上限推至~700-800 ka,填补了泥河湾盆地中更新世早期年代学空白。
该研究建立的MA SGC技术体系不仅为泥河湾盆地旧石器文化序列重建提供了高效工具,其揭示的颗粒亮度-衰减率相关性机制对全球其他地区钾长石测年研究具有重要启示。未来通过扩大样品地理分布与优化颗粒筛选标准,有望进一步突破测年极限并提升精度。论文发表于《Quaternary Geochronology》,为第四纪年代学方法学发展提供了创新性解决方案。
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