大同火山喷发年代与烘烤层历史受热温度的释光学研究

【摘要】大同火山群位于大同盆地东部,该火山群的喷发物穿插在第四纪黄土—古土壤层或湖相沉积层中,为第四纪研究及火山方面的研究提供了独特而宝贵的地质记录。自20世纪30年代以来,中外学者便对大同火山群展开了大量的研究,其活动年代、构造地貌背景、火山岩化学成分类型、火山作用的深部动力学特征等均已获得大量成果。然而,该区火山喷发年代的研究结果差异较大,在火山岩浆温度的判断上研究甚少,这都影响了对大同火山活动周期、规律等的认识。由于火山烘烤层曾受高温作用,其中矿物的释光信号能够完全归零,为释光方法测定火山喷发的年代奠定了基础。同时,释光信号能够提供样品热历史信息,但目前为止,还未见到较为适合的判断样品历史受热温度的释光方法。本文利用大同火山烘烤层细颗粒石英样品,运用释光学方法,一方面,测定大同火山群不同地点烘烤层样品的年代,确定火山喷发的历史；另一方面,建立判断样品历史受热温度的方法,判断烘烤层样品历史受热温度,并推测其顶部熔岩的历史温度。在火山喷发年代的确定方面,采用传统光释光方法,回授、热转移光释光方法,以及热释光方法测定样品年代。通过对比,用热释光方法能够较好地恢复样品等效剂量,且对于约40万年的样品没有饱和的现象,更适合用于该区烘烤层样品的年代测定。该方法与前人所用热释光方法的差别在于：第一,选用材料为石英而不是石英与长石的混合矿物：第二,用再生法而不是附加法,并通过试验剂量热释光高温峰的响应来校正灵敏度。采用该方法获得该区不同地点样品年龄,结合前人的研究成果,初步推断大同火山区至少有5期火山活动：距今38万年左右,南石山地区有过火山喷发;距今26万年左右,西阁老山、于家寨地区分别有火山喷发；距今约20万年,在蔚家小堡、西沙窝地区曾有火山喷发；距今8.5万年左右,东水头地区有过火山活动；距今5万年左右,在黄家洼地区有过火山喷发。在样品历史温度的判断方面,根据不同已知受热温度样品的多种释光信号灵敏度随再加热温度的变化情况,110℃TL峰、150℃TL峰灵敏度可能分别能够判断样品是否曾加热到500℃.900℃:OSL灵敏度、150℃TL峰灵敏度的比值可能能够用来判断样品的具体历史受热温度。运用建立出的判断样品历史受热温度的方法,获得大同火山烘烤层距顶部玄武岩不同距离样品的历史受热温度,样品距玄武岩距离越远其历史受热温度越低,这一趋势与实际情况相符,根据该趋势推测此烘烤层顶部熔岩历史温度约为1100℃。
【作者】刘哲；
【导师】赵华；
【作者基本信息】中国地质科学院，第四纪地质学，2014，硕士
【关键词】大同火山烘烤层；释光年代；历史受热温度；细颗粒石英；灵敏度；

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