石英E'心的热力学特征及其指示意义

Abstract

摘要: 石英EPR是一种利用矿物吸收的累积辐射能进行测年的技术方法，尽管多用于第四纪，但石英E'心在热活化后极大增强的EPR信号为拓展EPR的测年范围提供了契机.然而石英E'心的热活化条件及形成转化机理存在诸多争议.通过对花岗岩和断层带样品施加人工γ辐照，并通过步进式的阶梯退火实验，运用电子顺磁共振技术测定了不同辐射条件及温度条件下的石英E'心信号强度，探讨了石英E'心的增长和成因机理.结果表明，石英E'心可在常温常规γ辐照和高温加热2种条件下增长，并分别探讨了常温和高温E'心的测年方法及其地质意义.常温E'心的信号强度在150℃以下相对稳定，可用常规附加剂量法标定EPR信号强度以求取累积辐射能，常用于测定第四纪范围内断层的形成年龄；石英E'心在热活化后信号得到极大增强，可测定第四纪前的地质年龄，但需采用已知年龄的石英E'心热力学峰值强度作标杆或通过高剂量的γ辐照或中子辐照使氧空位再生，建立石英氧空位的剂量响应曲线以标定高温E'心代表的累积辐射能.E'心的热力学峰值通过步进式的阶梯退火实验确定，其在高温和常温时的信号强度比(I2/I1)具有记录辐射能和地质计时的意义. 关键词: 石英E'心 / 电子顺磁共振 / 氧空位 / 退火实验 / 地质年龄 / 构造地质学