释光测年样品野外取样建议

合适的取样策略是释光年代准确测定的基础，一般受研究区野外实际情况的限制。一个项目中，取样策略必须由明确的科学问题驱动。在可能的情况下，释光测年应与其他年代信息结合使用：其他测年方法（例如放射性碳测年）、文献资料等。 释光测年的样品大致可分为两类：具有高温加热历史的样品（例如陶片、古砖）和在搬运沉积过程中其晶体矿物颗粒暴露于光照的沉积物。

释光测年样品取样策略

1、该地点是否有适合释光测年的目标矿物（例如石英或长石）？

2、这些样品的释光年龄是否与科学事件明显相关？

3、与科学问题最相关的样品和样品的最佳取样位置之间可能存在冲突（如图）。

4、样品是否在目标晶体矿物的释光测年年龄范围内？

5、释光年龄的精度（通常为±1σ 的5–10%）是否足以回答科学问题并区分不同的可能存在的答案？

6、回答科学问题需要多少个样品？某些遗址的单一年龄具有有限的价值；多个年龄测定通常会提供更多信息。

7、样品之间是否存在明确的地层年代关系？这可能显著增强释光年代的适用性。例如，可能可以对释光年代格架进行贝叶斯建模，以精细化地层的年代。

这些策略的细节会因地点而异，完美的取样策略最好是在项目初期的讨论中提前进行设计。

沉积物样品

理论上几乎任何沉积物都可以使用释光进行测年，但有三个主要限制条件减少了适用性。 第一个限制是沉积物的物理性质，释光测年需要分离出石英（或长石）颗粒。石英是地球表面最普遍的矿物，但在某些地区并不一定常见，例如在富含碳酸盐（如石灰岩）或富含粘土（如板岩）的地区。第二个限制与样品的目标晶体矿物有关，释光测年目标矿物的粒径通常为细颗粒（直径4– 11μm）或粗颗粒（直径90–300μm）。因此，淤泥或以较大颗粒为主的沉积物可能不太适合。第三个限制是需要判断晶体矿物颗粒在沉积时或沉积前是否充分暴露于光照。最适合的沉积环境是风成沙（例如海岸沙丘或黄土）。

晶体矿物的光释光信号比热释光信号相比，能更快地被重置，这使得更多类型的沉积物可以用释光方法进行测年。然而，在这些情况下，通常需要对样品进行重复多次测试以评估年龄的可靠性：减少每个测片上的目标矿物颗粒数量，同时增大测试测片的样本量，以便使一个样品与另一个样品之间的等效剂量差异变得明显。

热历史样品

陶器或瓷器通常由粘土和用于调和的粗颗矿物粒材料混合烧制而成。陶瓷在制造时通常被烧制到足够高的温度，可以对陶瓷中的矿物颗粒或夹杂物进行释光测年。样品的剂量率来自陶瓷本身和周围的土壤（取决于陶瓷有没有被埋藏史）。在实验室中去除陶瓷外层2mm左右，以便β剂量完全来自样品内部。由于在实验室中去除了表面，陶片不需要避光采集，因此，在进暗室前处理之前可以正常清洗和记录。如果陶瓷样品存在被埋藏史，应收集样品周围土壤的样本，以测量伽玛剂量率和含水率，土壤样本不必避光保存，但应在挖掘后尽快密封，以保持水分含量不变。

烧制的砖块自古以来一直是建筑施工的常见组成部分，也可以作为释光测年的合适材料。与陶器一样，砖体基质中的淤泥颗粒或粗粒石英砂夹杂物都可以进行释光测年。最近的研究显示，也可以使用光释光进行年代测试，因为光释光信号比热释光信号提供了更高的灵敏度。同样，准确评估伽玛剂量率至关重要，因此也可以在取样原位使用野外便携式伽玛谱仪或剂量片进行准确直接测量。

几种典型样品的取样建议

剖面样品

选择一个剖面（垂直于采样部位），挖开至少20cm（避免曝光的影响），尽量在岩性均一、沉积层理清晰的地层单元中采集，避免在地层界面上采样。若岩性不均匀或沉积层太薄，应在地层界面上下各取一个样品。

钻孔样品

在岩芯剖开前，在需要定年的层位锯出约5-10cm的一段岩芯，并用不同颜色的盖子标识顶底。两端用胶带封好，尽量做到密封保存。编号后用不透光的铝箔袋包好送到实验室。编号尽可能详细，最好在管壁以及外面的铝箔袋上都标明样品信息。

陶瓷、古砖、燧石样品

如果考古样品有被埋藏史，则取样时必须同时采集一些样品周围的土壤样品，用以测量样品环境剂量率。最好在半径为30cm的范围内采集同一时代的古陶片、古砖瓦碎片3-6块作为平行样品，以减少测定一个孤立样品时可能产生的不确定性。每块碎片厚度最好超过5mm，长、宽(或直径)超过30mm，尺寸大的更好，以保证样品内部剂量的准确测定。

样品量及样品信息

样品量

实验室最后只需提取1-2克左右的纯石英或长石（一般粒径是38-63μm、90-125μm或180-250μm；也有用4-11μm，如深湖相、深海相沉积物样品很少有大于40μm的颗粒）。所以，根据不同沉积物选择采样量。例如，颗粒较细的黄土、湖相等沉积物一小管（直径3cm长10cm）就足够，而颗粒较粗的沙漠、河流相等沉积物可选用粗管（直径5cm长20cm），冰碛物甚至可以打两管。用于环境剂量率测量的样品一般取自管内表层或周缘，对于取样量较少的样品，还可以在取样点周围30cm范围内取50-100g样品用于环境剂量率测量，同时在取样后也要密封保存，防止水分流失，特别是湖相、海相等水成沉积物。

样品信息

记录采样点地理位置（经纬度）、高程、埋深、岩性、样品周围是否有放射性污染源等信息。在实验室前处理之前，务必确保样品没有曝光。

参考文献

1、Duller, G. A. T., 2006, Luminescence Dating: Guidelines on using luminescence dating in archaeology[M], Swindon: English Heritage

2、Nelson, M. S.; Gray, H. J.; Johnson, J. A.; et al., 2015, User Guide for Luminescence Sampling in Archaeological and Geological Contexts[J], Advances in Archaeological Practice

3、Mahan, S. A.; Rittenour, T. M.; Nelson, M. S.; et al., 2022, Guide for interpreting and reporting luminescence dating results[J], GSA Bulletin