等效剂量 Equivalent dose
释光测年中等效剂量的测试方法
等效剂量是指晶体矿物(如石英、长石等)自最后一次热事件或光晒退以来积累的能量。准确测定等效剂量值是释光测年的关键。在20世纪90年代之前,释光等效剂量的测试主要是采用多片技术,如附加剂量法(additive dose method)、再生剂量法(regeneration method)、澳大利亚滑移法(Australian slide method)。然而,传统多片技术的固有局限在于其难以消除不同测片间因剂量分布不均、感量变化等因素引起的生长曲线拟合困难、测片间释光信号失衡等不确定性,这些因素对测年结果的准确性构成了不可忽视的影响。90年代初期,Duller等人初步实现了长石的单片技术。2000年,Murray等人建立并完善了粗颗粒石英单片再生剂量法(SAR)。随着沉积物释光等效剂量测试技术的发展,沉积物释光测年范围得以扩展,测年的精度也日益提高。目前,释光技术在晚第四纪沉积物定年的应用中发挥了其独特的优势。
单片再生剂量法(SAR)
单片再生剂量法(Single Aliquot Regenerative-dose protocol, SAR)。SAR法在一个测片上进行重复的热处理、实验室辐照和激发,并引入一个较小的实验剂量来检测、校正天然和再生剂量释光信号的感量变化。利用校正后的释光信号建立生长曲线,从而获得沉积物样品的等效剂量值。SAR法的使用极大地提高了释光年代的测试精度;所有测量都在一个测片上进行,无需进行质量归一化,减少了系统误差;提高了工作效率,减少了实验室人为因素的干扰。不过利用SAR法测试较大的等效剂量时,结果可能会系统地偏小,Murray等人在2003年认为这是由于在反复的测量循环中产生释光信号积累所致。
感量校正多片再生剂量法(SMAR)
王旭龙在2005年提出了感量校正多片再生剂量法(Sensitivity-corrected Multiple Aliquot Regenerative-dose, SMAR)。该方法在传统多片技术的基础上,引入实验剂量对所有测片的释光感量变化进行校正,并进行归一化处理。使用多个晒退后的测片辐照不同剂量进行测试,并使用实验剂量进行校正,利用校正后的结果建立生长曲线,从而获得等效剂量结果。
单颗粒法(Single-grain)
早在1997年,Murray等人就验证了石英单颗粒测试的可行性。自然界沉积物样品中的不同石英颗粒,对相同人工剂量的释光信号强度也可能相差多达四个数量级,大约75%的释光信号实际上来自于1%至2%的颗粒。对样品中每个晶体矿物颗粒利用SAR法进行等效剂量测量,并利用概率分布的方式进行数据分析,以获得最接近真实值的等效剂量结果。单颗粒SAR法一方面可以进行重复性检验,通过取均值进一步提高测年精确度;另一方面,它也为快速堆积的沉积物年代测定提供了可能性,如冲洪积物、崩积物、冰积物等不均匀晒退的沉积物。通过测定许多单颗粒矿物的等效剂量,可以从样品的不均匀晒退的矿物颗粒中检测出完全晒退的矿物颗粒,从而准确测定其沉积年代。