西域砾岩宇宙成因核素26Al/10Be埋藏测年探索

Distributed along the periphery of Tianshan and Kunlun Mountains in the northern margin of Tibetan Plateau, Xiyu conglomerate formation is a unit of late Cenozoic gravel deposit which provides significant information of tectonic activities of the Northern Tibetan Plateau and global climate changes. It is crucial for attaining its depositional age in order to better understand the growth of Tibetan Plateau and related landscape evolution process. Cosmogenic nuclides 26Al/10Be burial dating is an emerging radioisotopic dating technique which could be used in dating gravel samples containing quartz mineral up to 5 Ma. This study intends to use 26Al/10Be burial dating method to determine the age range of the Xiyu conglomerates in the Boguzihe section, an intact and well-preserved stratigraphy with great depth in the foreland of southwestern Tianshan. Combining with the study of paleo-erosion and accumulation rates, reliability verification of 26Al/10Be burial dating on Xiyu conglomerate by isochron method, and associated impact factors discussion, the work of this study attempts to make contribution for the future study of burial dating of late Cenozoic gravel deposits in the northwestern China.

西域砾岩是分布于青藏高原北缘天山、昆仑山一带的一套晚新生代砾石堆积地层，是青藏高原北部构造运动和全球气候变化的重要信息载体，因此获知其可靠的年代信息对于理解高原隆升及地貌演化过程尤为关键。宇宙成因核素26Al/10Be埋藏测年是近年来发展并不断完善的同位素测年新技术，可直接对含石英矿物的砾石样品定年，测年上限可达5 Ma，具有应用于西域砾岩年代学研究的潜力。本项目拟采用26Al/10Be埋藏测年方法，选择青藏高原北部西南天山山前保存完整、堆积厚度较大的博古孜河剖面，开展西域砾岩埋藏年代学研究，同时进行古侵蚀速率和堆积速率的相关研究，通过等时线方法检验和分析西域砾岩26Al/10Be埋藏测年的可信度并探讨其相关影响因素，为我国西北地区晚新生代砾石沉积地层的埋藏年代学研究提供科学依据。

西域砾岩是分布于青藏高原北缘天山、昆仑山一带的一套晚新生代砾石堆积地层，获知其可靠的年代信息对于理解高原隆升及地貌演化过程尤为关键。宇宙成因核素26Al/10Be埋藏测年是近年来发展起来的同位素测年新技术。本项目对帕米尔高原西昆仑山山前的两个西域砾岩剖面采集的砾石样品进行了26Al/10Be埋藏测年分析。简单快速埋藏模式计算获得亚马勒剖面西域砾岩下部混合砾石样品的埋藏年龄 > 3.5 Ma，对该剖面西域砾岩上部五个样品加权平均得到的年龄为2.1 +0.6/-0.5 Ma。另一处奥依塔克西域砾岩生长地层底部砾石样品的埋藏年龄在0.46 ~ 7.12 Ma。研究表明，研究区的西域砾岩堆积具有穿时性。同时我们也注意到目前在西域砾岩的26Al/10Be埋藏测年中还存在一些难点和问题: （1）由于源区的快速剥蚀导致西域砾岩的初始累积核素浓度一般较低，使得部分埋藏样品的核素浓度已接近或达到加速器质谱的探测极限；（2）部分研究区西域砾岩堆积的形成时代已超出了26Al/10Be埋藏测年的上限（~ 5Ma）；（3）由于西域砾岩的母岩成分比较复杂加之其中的稳定核素27Al含量通常较高，影响了被测核素Be和Al的分离和提纯进而干扰了加速器质谱的测试精度；（4）由于样品埋藏后可能存在反复暴露剥蚀与再沉积的过程使得在采用等时线方法分析时并不一定能够给出有意义的地质年龄。本项目是26Al/10Be埋藏测年方法应用于西域砾岩年代学研究的一次有益探索和尝试并对在西域砾岩26Al/10Be埋藏测年中存在的上述问题进行了探讨。尽管本项目工作研究工作目前尚不能为西域砾岩提供非常精确的年代学框架，但随着宇宙成因核素测试技术的发展和其他核素的引入，宇宙成因核素埋藏测年对确定我国西北地区普遍分布的山前砾石堆积年代仍具有广泛的应用前景。