释光年代测定仪支撑兰州大学西部环境教育部重点实验室在释光定年技术研究中取得新进展。
1 实验室简介
兰州大学西部环境教育部重点实验室以理解我国西部干旱和高寒环境系统的形成演化为主要目标，以气候和全球变化的区域响应为研究重点，以干旱区为研究特色，开展青藏高原隆升及其干旱环境的形成演化、气候变化及其机制，风沙过程和风沙地貌，以及全球变化的区域响应和影响等基础理论问题研究。重点实验室于2000年8月立项建设，2009年以来连续三次通过教育部评估并被评为优秀。
2 仪器简介
实验室配备的释光年代测定仪是丹麦国家实验室设计生产的新一代Risø热/光释光测量系统。包括光探测系统、热释光系统、光释光系统、辐照系统和自动测片换样系统，具有全自动控温加热、蓝光/红外激发、β辐照（90Sr/90Y）等功能，可实现全自动编程电脑控制，具有高灵敏度与可重现性，可进行样品的红外释光（IRSL）、蓝光释光(BLSL)和热释光(TL)等测量。仪器主要用于第四纪沉积物、环境考古样品以及其他交叉科学研究的的热/光释光年代测定，测年范围为数十至几十万年。
2022年，释光年代测定仪工作机时超过5000小时，服务收入达14.5万元，支撑发表SCI论文6篇。
图1. 释光年代测定仪
3 成果展示
光释光定年是过去环境变化和考古研究中最广泛使用的测年技术之一。最近二十多年来，随着测试技术和测年精度的不断提升，释光测年的应用和需求不断增长，跨学科应用也日益发展。兰州大学西部环境教育部重点实验室是我国高等院校中较早建立的释光测年专业实验室，经过了十多年的不断的发展和完善，逐渐形成了自身的研究特色，近期在释光年代测定仪等仪器的支撑下，释光测年实验室在测试技术方面取得了系列新进展。
成果一
石英OSL测年是目前应用最广的光释光测年技术。改进后的石英单片再生剂量（SAR）法的提出，大大提高了等效剂量(De)和测年结果的准确性和精度，促进了光释光测年方法的快速发展和广泛应用。该方法的一个重要进展就是通过引入了测试剂量(test dose)来监测和校正光释光信号中的灵敏度变化。但是石英SAR法测试中测试剂量大小的使用没有统一的标准，而这可能对等效剂量和年代测试结果产生显著影响，目前尚缺乏详细的研究。针对这问题，实验室博士研究生刘丽等人利用青藏高原地区黄土石英样品进行了系统的研究，发现测试剂量大小对等效剂量和特征饱和剂量测试结果有不同影响；对于高剂量的样品，当测试计量大小为等效剂量的20-30%可以获得较好的测试结果（Liu, Li et al., 2022）。
图2. 不同样品的测试剂量大小与等效剂量(De)之间的关系
论文信息：
Liu, L., Yang, S.L.*., Liu, X.J, Cheng, T., Li, P.S., Zhou, J.T., Chen, Z.X., Luo, Y.L., 2022. Effects of the size of the test dose on the SAR protocol for quartz optically stimulated luminescence dating of loess in the eastern Tibetan Plateau. Quaternary Geochronology 72, 101365.
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.quageo.2022.101365
成果二
富钾长石红外测年技术近年来的到广泛应用，主要得益于其灵敏度高，长石释光信号饱和剂量比石英高等特点。钾长石红外激发后红外释光（pIRIR)技术的建立，有效减小了长石释光信号异常衰退的影响，拓展了释光测年的上限。然而，由于高温pIRIR信号的漂白速度较慢，限制了其在相对年轻的样品中的应用，并可能引起校正残余剂量的问题。实验室博士研究生成婷等详细研究了单颗粒钾长石pIRIR信号的漂白特征，发现由于不同颗粒间的pIRIR信号的漂白性有显著的变化，从而导致不同颗粒的残余剂量不同，并据此提出了一种使用高温pIRIR信号快速测定年轻样品的有效方法，这避免了使用低温pIRIR信号可能遭受的异常衰退的影响（Cheng, Ting et al., 2022）。
图3.不同阳光漂白时间后测得的pIRIR De 值与相应的蓝光激发（BL）后pIRIR剂量的(a–c)，在不同的最大 BL 激发后pIRIR剂量下使用不同的阳光漂白时间后的pIRIR De 值(d–f)和归一化结果(g–i)的对比。
论文信息：
Cheng, T., Zhang, D.J, Zhao, H., Yang, S.L., Li, B., 2022. Bleachability of pIRIR signal from single-grain K-feldspar. Quaternary Geochronology 71, 101321.
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.quageo.2022.101321
上述研究成果对于相关研究和应用有重要的参考意义，为我校地理学、地质学、环境考古学等多个学科及校外师生利用光释光测年开展科学研究提供了有力支撑，相关成果连续发表在国际年代学一流期刊《第四纪地质年代学》（Quaternary Geochronology）上，得到科技部“第二次青藏高原综合科学考察研究”、国家自然科学基金等项目的资助。
（来源：兰州大学实验室与设备管理处）
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