一种准确测定珊瑚沙岛地层年代的方法技术

本发明专利技术公开了一种准确测定珊瑚沙岛地层年代的方法。分别取珊瑚沙岛沉积剖面不同层位的钙质沉积物样品，从中挑选出珊瑚枝样品和Amphisorus hemprichii有孔虫样品，然后对珊瑚枝样品采用铀系定年的方法进行年代测定，对A.hemprichii有孔虫样品开展14C年代测定，根据各层珊瑚枝样品的定年结果和A.hemprichii有孔虫样品的定年结果确定珊瑚沙岛地层年代。本发明专利技术通过对比测定地层中不同类型的材质，确定了珊瑚枝样品和A.hemprichii有孔虫是最适合开展定年的材料，能够获得更加准确的珊瑚沙岛地层年龄，避免了定年结果误差偏大导致的年代偏老、无法对比、层序倒转等。本发明专利技术为准确测定珊瑚沙岛地层年代、估算沙岛发育过程和增长速率等，以及在科学和工程领域的应用等提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沉积地质学和地球化学，可应用在珊瑚礁与气候变化研究以及岛礁工程地质领域，具体涉及一种选用合适的定年材料和方法准确测定珊瑚沙岛地层年代的方法。
技术介绍
当珊瑚礁坪顶部接近海面，风暴等持续将礁坪和礁坡的钙质碎屑(包括珊瑚、珊瑚藻、贝壳、钙质藻、有孔虫等)堆积到礁坪上，逐渐出露于海面形成沙洲和灰沙岛(以下涉及两者时，统称为珊瑚沙岛)。灰沙岛是有植物覆盖的沙洲，少数甚至发育了一定程度的淡水系统和动植物生态系统，因此灰沙岛是沙洲进一步发育的产物。然而，在南海乃至全球热带的珊瑚礁上，大部分是几乎没有植被覆盖的沙洲。即使有植被覆盖的灰沙岛发育，只是占出露的很小部分，环绕其周边的依然是更大面积的沙洲。南海的珊瑚沙岛十分重要，它们是南海唯一的陆地国土，既可作为渔业基地，也可作为军事基地，对维护南海海域主权、海上航线、矿产和渔业资源等不可替代，具有相当重要的战略地位。在西沙和南沙群岛大面积开展的珊瑚岛礁工程建设是我国在南海有效行使主权、加强国防安全的有效保障。同时，珊瑚沙岛也是热带岛屿生态系统的重要支撑，目前也面临着全球变暖、海平面上升的严重威胁。无论从科学研究的角度，还是工程地质的需要，核心之一是了解珊瑚沙岛的沉积过程和增长速率，这对研究岛礁发育应对气候和海平面变化，以及对岛礁工程选址、风险评估等都是必要的参数。研究上述工程、科学问题的核心手段是解决沉积的年代问题，即沙岛内部沉积层的对应年代。由于珊瑚沙岛形成于强烈的水动力环境，因此沉积过程非常复杂，确定其内部的沉积层年代非常困难。根据已发表的文献，测定年代的方法主要是14C测年，但所用的定年材料五花八门，包括有孔虫、珊瑚、贝壳以及各种介质混合在一起的钙质沙。从定年的结果来看，往往出现层序倒转严重、年代无法对比等，即说明年代测定的偏差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种更加准确地测定珊瑚沙岛地层年代的方法。本专利技术的准确测定珊瑚沙岛地层年代的方法，其特征在于，分别取珊瑚沙岛沉积剖面不同层位的钙质沉积物样品，从中挑选出珊瑚枝样品和A.hemprichii有孔虫样品，然后对珊瑚枝样品采用铀系定年的方法进行年代测定，对A.hemprichii有孔虫样品开展14C年代测定，根据各层珊瑚枝样品的定年结果和A.hemprichii有孔虫样品的定年结果确定珊瑚沙岛地层年代。所述的珊瑚枝样品优选为表面磨蚀少，珊瑚杯明显，保存较为完好的珊瑚枝样品。所述的A.hemprichii有孔虫样品也是保存完好，表面磨蚀少的A.hemprichii有孔虫样品与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术测定珊瑚枝样品的年代选用铀系定年的方法而不是采用传统的14C定年的方法，可获得更高精度的年代，其不确定性从近百年缩减到十年左右；2、本专利技术用A.hemprichii有孔虫作为14C定年材料，获得了与珊瑚枝样品U/Th年代一致的结果，因此获得了可靠的对比年代，验证了珊瑚枝样品和A.hemprichii作为定年材料的有效性；3、根据同层的其他材质的钙质样品(贝壳、有孔虫Amphisteginaspp.、有孔虫Rotaliacalcarinoides和Calcarinahispida)的年代测定结果，其年龄显著偏老(详见表1)，并伴随有层序倒转的情况，说明选用这些材料(甚至混合在一起)测定的14C年代是不具有代表性的，这就导致了选用这些定年材料得到的年代结果之间往往无法对比。因此，本专利技术选用珊瑚枝样品和A.hemprichii有孔虫的方法比传统的定年材料得到的结果更加可靠。本专利技术通过对比测定地层中不同类型的材质，确定了珊瑚枝样品和A.hemprichii有孔虫是最适合开展定年的材料，能够获得更加准确的珊瑚沙岛地层年龄，避免了定年结果误差偏大导致的年代偏老、无法对比、层序倒转等。本专利技术为准确测定珊瑚沙岛地层年代、估算沙岛发育过程和增长速率等，以及在科学和工程领域的应用等提供了技术支撑。附图说明：图1是珊瑚沙岛沉积剖面(A)以及珊瑚枝样品和有孔虫A.hemprichii确定的沉积年代框架(B)；具体实施方式：以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1：在西沙群岛的一座珊瑚沙岛上挖取一个近2m的沉积剖面(图1)。在4个不同的层面(层位)分别采集了钙质沉积物样品。对钙质沉积物样品用筛子分选出>2mm和0.5-1mm粒径的沉积物样品。在>2mm的沉积物样品中挑选出表面磨蚀少，珊瑚杯明显，保存较为完好的鹿角珊瑚枝样品，以及完整的贝壳；在0.5-1mm的沉积物样品中，用体式显微镜挑选出保存完好，表面磨蚀少的有孔虫Amphisteginaspp.、有孔虫Rotaliacalcarinoides和Calcarinahispida、以及有孔虫Amphisorushemprichii样品。对鹿角珊瑚枝样品开展了高精度U/Th年代学的测定，用多道质谱仪测定鹿角珊瑚枝样品的U/Th同位素，并换算成对应的年代(铀系定年的方法)。对其他样品开展了14C年代测定。结果显示只有鹿角珊瑚枝样品和有孔虫Amphisorushemprichii的年代一致，且没有发生年代倒转的现象(见图1)，因此年代测定结果准确可靠。而其他材质的年代均呈现倒转和明显的偏老，年代结果偏差明显(见表1)。表1不同材质的年代对比鹿角珊瑚枝样品的铀系定年的年代和有孔虫Amphisorushemprichii的14C年代测定的年代即为珊瑚沙岛地层年代。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准确测定珊瑚沙岛地层年代的方法，其特征在于，分别取珊瑚沙岛沉积剖面不同层位的钙质沉积物样品，从中挑选出珊瑚枝样品和Amphisorus hemprichii有孔虫样品，然后对珊瑚枝样品采用铀系定年的方法进行年代测定，对A.hemprichii有孔虫样品开展14C年代测定，根据各层珊瑚枝样品的定年结果和A.hemprichii有孔虫样品的定年结果确定珊瑚沙岛地层年代。

【技术特征摘要】
1.一种准确测定珊瑚沙岛地层年代的方法，其特征在于，分别取珊瑚沙岛沉积剖面不同层位的钙质沉积物样品，从中挑选出珊瑚枝样品和Amphisorushemprichii有孔虫样品，然后对珊瑚枝样品采用铀系定年的方法进行年代测定，对A.hemprichii有孔虫样品开展14C年代测定，根据各层珊瑚枝...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天然，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44