德国北部冰川沉积物的发光测年：多颗粒样品与单颗粒钾长石测年方法的比较

《Quaternary Geochronology》：Luminescence dating of glacigenic deposits from northern Germany: A comparison of multigrain aliquots and single grains K-feldspar methods

多粒样与单粒样光致发光年代测定方法在冰川沉积物中的应用比较，发现传统方法因剔除高剂量饱和晶粒导致年龄低估，推荐采用LNT方法结合最小年龄模型（MAM）进行更准确年龄估算，并强调σb值需综合内源与外源过离散度确定。

　　该研究探讨了如何通过光释光测年技术对冰缘沉积物进行准确测年的问题，特别是在处理沉积物中不完全漂白现象时所面临的挑战。冰缘沉积物通常形成于高能的冰川河流、冰湖或冰海环境中，这些环境条件可能导致沉积物中的光释光信号未能完全漂白，从而影响测年的准确性。研究团队选取了来自德国北部四个不同冰缘位置的六组样本，旨在评估不同的光释光测年方法，特别是针对冰缘沉积物中熔水沉积物的非均匀漂白现象。通过对比多粒和单粒测量结果，研究人员发现，尽管多粒测量中红外刺激光释光（IRSL）和漂白后红外光释光（pIRIR225）测年结果在一定程度上一致，但这些信号漂白速度不同，因此不能简单地将一致性视为漂白良好的标志。相反，单粒测量显示，这些样本中饱和颗粒的比例高达33%左右，表明漂白程度较低，需采用更精确的统计模型进行分析。

光释光测年技术依赖于准确评估光释光信号的漂白程度，特别是对过分散（OD）值的估计。过分散值反映了单粒测量中光释光剂量分布的离散程度，是统计年龄模型的重要参数。对于良好漂白的颗粒群体，过分散值（σb）是计算σb值的关键，它代表了沉积物中颗粒漂白状态下的预期离散程度。然而，由于缺乏具有可比埋藏剂量的合适漂白对照样本，研究人员采用了结合内源过分散值（通过剂量恢复测试获得）和外源过分散值（假设为12%）的方法，通过平方和的方式估算σb值。结果显示，所有样本的剂量（De）和过分散值均高于估算的σb值，这表明这些样本的漂白程度较低，必须使用最小年龄模型（MAM）来隔离良好漂白的颗粒群体。

研究发现，尽管常规单粒MAM和L?T?方法得出的年龄在整体上是一致的，但常规MAM测得的年龄通常比L?T?方法得出的年龄略小。这种差异可能源于在常规MAM中排除了饱和颗粒，导致剂量分布的截断，从而低估了沉积物的实际年龄。L?T?方法则通过包括所有颗粒，避免了这种截断效应，因此能够更准确地反映沉积物的真实年龄。这表明在处理含有大量饱和颗粒的样本时，采用L?T?方法可能更可靠。

此外，研究还指出，对于老的样本，尤其是那些含有大量饱和颗粒的样本，过分散值和漂白程度的估算必须格外谨慎。因为随着沉积物年龄的增长，自然信号可能处于剂量响应曲线的非线性部分，导致过分散值的增加。这种现象表明，老样本的剂量分布可能具有较大的离散性，而传统的过分散值估算方法可能无法准确反映这一情况。因此，研究人员建议，在处理部分漂白样本时，特别是在颗粒接近饱和的情况下，应采用L?T?方法进行单粒测年，以获得更可靠的结果。

研究团队还通过实验验证了不同测年方法的有效性。例如，在多粒测量中，他们使用了自动化的Ris? TL/OSL-20读数器，并结合了校准的β源，以确保测量的准确性。同时，他们使用了红外LED和滤光片组合来检测光释光信号。在单粒测量中，他们采用了Ris? TL/OSL-15读数器，并通过特定的光释光处理流程，如pIRIR275协议，以减少信号漂白的影响。通过这些方法，研究人员能够更精确地估算每个颗粒的等效剂量（De）以及相应的年龄。

在分析结果时，研究团队发现，对于样本LUM 4911，其多粒测量中IR50和pIRIR225信号的饱和比分别为0.58±0.15和0.75±0.27，表明这些信号未达到饱和状态。通过漂白校正，IR50和pIRIR225的测年结果分别为446±92千年前和460±86千年前，两者在统计上是一致的。然而，单粒测量显示，有18%的颗粒处于饱和状态，导致常规MAM测得的年龄为164±31千年前，而采用L?T?方法得出的MAM年龄为159±27千年前，两者略有差异，但整体上一致。这种差异进一步说明，排除饱和颗粒可能导致测年结果的低估。

样本LUM 4912的多粒测量中，IR50和pIRIR225的漂白校正年龄分别为396±55千年前和334±38千年前，表明这些信号也未达到饱和状态。单粒测量中，有22%的颗粒处于饱和状态，导致常规MAM测得的年龄为150±45千年前，而采用L?T?方法得出的MAM年龄为166±29千年前，与常规方法相比，后者更接近实际年龄。这说明，在处理含有大量饱和颗粒的样本时，L?T?方法能够提供更准确的年龄估计。

样本LUM 4916的多粒测量显示，其IR50和pIRIR225信号的饱和比分别为0.46±0.13和0.63±0.26，表明这两个信号均未达到饱和。单粒测量中，有33%的颗粒处于饱和状态，导致常规MAM测得的年龄为143±29千年前，而L?T?方法得出的MAM年龄为172±38千年前。这一结果表明，L?T?方法能够更好地反映沉积物的真实年龄，尤其是在存在大量饱和颗粒的情况下。

样本LUM 4921的多粒测量显示，其IR50和pIRIR225信号的饱和比分别为0.57±0.12和0.66±0.37，表明这两个信号均未达到饱和。单粒测量中，有18%的颗粒处于饱和状态，导致常规MAM测得的年龄为245±45千年前，而L?T?方法得出的MAM年龄为365±59千年前。这一差异可能源于在常规MAM中排除了部分饱和颗粒，导致年龄低估。因此，L?T?方法在处理此类样本时显得尤为重要。

样本LUM 5034的多粒测量显示，其IR50和pIRIR225信号的饱和比分别为0.48±0.11和0.56±0.31，表明这两个信号均未达到饱和。单粒测量中，有5%的颗粒处于饱和状态，导致常规MAM测得的年龄为152±24千年前，而L?T?方法得出的MAM年龄为150±23千年前。这一结果表明，尽管饱和颗粒比例较低，但L?T?方法仍然能够提供更可靠的年龄估计。

样本LUM 5035的多粒测量显示，其IR50和pIRIR225信号的饱和比分别为0.48±0.11和0.56±0.31，表明这两个信号均未达到饱和。单粒测量中，有20%的颗粒处于饱和状态，导致常规MAM测得的年龄为128±22千年前，而L?T?方法得出的MAM年龄为146±30千年前。这一结果进一步支持了L?T?方法在处理含有大量饱和颗粒的样本时的优势。

研究团队还通过绘制不同测年方法的结果图，直观地展示了年龄估计的差异。例如，图7显示了不同方法得出的年龄，其中常规单粒MAM年龄和L?T?方法得出的MAM年龄在大多数样本中是一致的，但L?T?方法通常得出稍大的年龄。这表明，排除饱和颗粒可能导致年龄低估，而L?T?方法通过保留所有颗粒，能够更准确地反映沉积物的实际年龄。

总体而言，该研究强调了在处理冰缘沉积物时，采用L?T?方法进行单粒测年的重要性。由于这些沉积物通常含有大量饱和颗粒，使用常规方法可能导致年龄低估，而L?T?方法能够有效避免这一问题。此外，研究还指出，对于老样本，准确估算过分散值（σb）是应用统计年龄模型的关键，特别是在缺乏合适对照样本的情况下。研究人员建议，在分析含有大量饱和颗粒的样本时，应结合内源和外源过分散值，以获得更准确的年龄估计。这些发现对于未来的冰缘沉积物测年研究具有重要的指导意义，尤其是在需要高精度测年的情况下。