地震地质

作者：赵琳, 魏传义, 尹功明, 姬昊, 刘春茹, 杨桂芳, 徐星烁

单位：1)地震动力学与强震预测全国重点实验室(中国地震局地质研究所), 北京 1000292)中国地质大学地球科学与资源学院, 北京 100083

关键词：硫酸盐,重晶石 ESR信号,衰变动力学,热敏感性,光敏特性,

基金：中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA2208); 中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA2226); 国家自然科学基金(42172211)

摘要： 重晶石(主要成分为BaSO4)是自然界中常见的硫酸盐矿物, 其电子自旋共振(electron spin resonance, ESR)信号( SO 3 -)可用于测定海底热液活动、 断层运动等地质事件的年代。近年来学者们将ESR方法广泛应用于海底热液场重晶石结晶年代的测定, 但大陆型重晶石ESR测年的相关报道较少, 急需对其ESR信号进行测年基础性质的相关研究, 为大陆环境中重晶石的ESR测年可行性及可靠性提供参考。因此, 文中以大陆环境中沉积重晶石(XBD-B1、 LSJ-B1)及断层重晶石(LJF-B1)为研究对象, 探讨了重晶石ESR信号(g=2.002 3)的微波饱和功率、 光敏感性、 热稳定性、 信号饱和性等基本性质。结果表明: 1)大陆环境中重晶石样品的ESR信号(g=2.002 3)微波饱和功率在0.2~1mW之间, 0.1mW是该信号测量的优选功率。2)大陆环境重晶石样品ESR信号(g=2.002 3)在380℃下加热15min能够完全退火, 信号的热衰减符合二级动力学模型, 常温(20℃)下的热寿命至少能达到106a; 饱和剂量>10 000Gy, 在低环境剂量率的条件下, 综合考虑饱和寿命及热寿命, 2个沉积型重晶石及断层重晶石ESR信号的最老可测年龄分别为152Ma、 72Ma、 1.5Ma。3)断层重晶石ESR信号g=1.999 5和g=2.002 3的热寿命和等效剂量在误差范围内一致, 表明2个测量位置的测年结果具有相互补充和验证的潜力。在实际测年应用中可以综合考虑2个信号测量位置的年龄结果, 以提高结果的可靠性。4)大陆环境中重晶石样品的ESR信号(g=2.002 3)光敏特征类似石英中的Al心, 能够被部分晒退, 应尽量采集未曝光的新鲜样品, 若仅能采集暴露于阳光下的样品, 则应提取不可晒退的信号组分测年。综合来看, 重晶石ESR信号(g=2.002 3)能够用于早更新世中晚期以来断层重晶石结晶年代的测定, 具有一定的可靠性。这为基岩断层活动历史研究提供了一种潜在的测年材料与手段, 也为重晶石矿床的沉积年代测定提供了一种有力的绝对测年手段。

来源：2025年第5期

《地震地质》期刊编辑部

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