深海沉积物光释光直接定年技术：来自ODP 658B与659A岩芯的铀系不平衡校正启示

深海沉积物定年长期受限于铀系(238U/235U)不平衡导致的剂量率时变效应。本研究通过测量ODP 658B和659A岩芯中过剩230Th/231Pa与自生铀(238Uauth)活性，建立剂量率演化模型，证实自生铀活性可建模估算而过剩同位素需实测，为北极等无碳酸盐沉积区提供了150-300ka的新型定年方案。

　　

深海沉积物如同地球的"时间胶囊"，记录着古气候与环境变迁的密码。然而，破解这些密码的最大障碍在于精确的年代标尺建立。传统方法如放射性碳定年(¹⁴C)仅适用于5-6万年内且依赖碳酸盐保存，而δ¹⁸O轨道调谐易受沉积间断、生物扰动等因素干扰。北极无碳酸盐沉积区更因此陷入年代争议——同一含Bulimina aculeata化石层竟被不同模型定为MIS 7（24万年）或MIS 5a（8万年）。这种"年代迷雾"严重阻碍了古海洋学研究。

挪威SapienCE研究中心Diana Sahy团队在《Quaternary Geochronology》发表的研究，创新性地将光释光定年(OSL)技术应用于大洋钻探计划(ODP)658B和659A岩芯。通过量化铀系不平衡中过剩²³⁰Th/²³¹Pa与自生²³⁸U对剂量率的贡献，首次系统评估了深海沉积物OSL定年的可行性。

研究采用弱酸浸提法分离自生铀(²³⁸U_auth)，结合α能谱测量²³⁸U/²³²Th/²³⁰Th活性，利用Guerin剂量率模型校正α/beta衰减及水分效应。石英等效剂量(D_e)通过单片再生法(SAR)测定，并建立剂量率时变模型模拟10万年尺度演化。

【Luminescence dating of deep-sea sediments】
揭示深海沉积物OSL定年的核心挑战：铀衰变链中不溶性同位素(²³⁰Th/²³¹Pa)的"过剩"及缺乏子体的自生铀导致剂量率动态变化。通过对比实测与模拟数据，证实过剩同位素活性必须直接测量，而自生铀活性可通过建模估算。

【Dose rates】
建立包含α效率因子(0.02±0.02)的剂量率计算体系，发现自生铀贡献可达总剂量率15%，但其±50%的波动仅引起年龄±3%变化，验证了建模替代实测的可行性。

【Results】
658B岩芯3.9m处(独立年龄模型82ka)OSL年龄为76±6ka，659A岩芯7.2m处(模型124ka)测得112±9ka，误差范围内一致。但>150ka的深部样品因石英信号饱和出现年龄低估。

【Discussion】
弱酸浸提法可能高估自生铀活性，但年龄计算对此不敏感。石英信号饱和限制其适用上限为~150ka，而长石可扩展至300ka。该技术特别适用于：1)北极/南大洋无碳酸盐区；2)缺乏年龄控制点的层段；3)辅助火山灰层鉴定。

这项研究为深海沉积物定年提供了新的"时间罗盘"。通过解析铀系不平衡的剂量率效应，不仅解决了ODP岩芯的年龄标定难题，更开辟了在传统方法失效区域建立独立年代框架的路径。尤其对争议已久的北极沉积速率之争，该技术有望提供决定性证据。尽管石英信号饱和问题仍需突破，但作为δ¹⁸O调谐和事件地层学的补充工具，OSL定年将助力揭开更多深海沉积的"时间谜题"。