许婧+刘冲+庞宏蕊

（河北地质大学，河北 石家庄 050000）

摘要：光释光测年技术经过多年发展，已经普遍应用于第四纪沉积物测年。沉积物采用中颗粒石英测年具有明显优势；目前，中颗粒石英被越来越多地应用在黄土、沙漠砂、河流沉积物等光释光测年中。其中，样品前处理中去除长石采用的方法对中颗粒石英提纯十分重要，石英纯度与测年的准确性密切相关。本文简要地对当前国内外一些研究人员去除长石选用的方法进行了研究分析。

关键词：光释光测年；中颗粒石英提纯；样品前处理

1985年光释光测年技术首次被提出，1990年由卢演俦先生将其引入中国。经过近四十年的发展，光释光测年法已经成为目前第四纪沉积物测年中应用最普遍也是最被认可的测年方法之一，测年范围可从几十年到十几万年。因为其测年物质是沉积物中的主要碎屑成分—石英或长石颗粒，在绝大多数沉积物中含量丰富，可以对沉积物直接测年，样品的光释光性质还可以提供研究地区有关地表过程的一些信息，如判断沙漠砂的来源、指示河流沉积物的搬运距离和古高含沙水流堆积物的判断等，因此被广泛应用[1，2]。

光释光基本原理

光释光就是沉积物被掩埋后，其内部石英或长石晶体不断接受电离辐射产生的辐射能，在受到光照射后重新以光的形式被激发出来的释光信号。这些电离辐射产生的辐射能经过光激发之后会被清空或者降低到可以忽略的水平（释光信号被晒退归零），埋藏之后又会重新累积。简单来说，光释光年龄就是沉积物经历最后一次曝光后重新被掩埋所接受辐射的时间长度[1，2]。

粒径选择

光释光测年采用的石英颗粒一般可分为细、中、粗三种粒径。在OSL测年中通常采用细颗粒（通常为4-11μm）或粗颗粒（通常为90-125μm），当样品中缺乏细颗粒和粗颗粒时则选择中颗粒粒径，而且采用中颗粒石英来进行年代测定优势明显，例如，38-63μm[3，4]；40-63μm[5]；40-90μm[6]；63-90μm[7]。

前处理

前处理的目的是去除杂质，提取纯净的测试用的石英颗粒。所有实验步骤都在暗室红光（中心波长约为655 nm±30 nm）条件下完成。在暗室内将样品从采样管中取出，并去除两侧有可能曝光的样品（一般削去2-3 cm），剩余样品用于前处理。先用和盐酸处理以分别去除有机质和碳酸盐，待反应充分后，使用去离子水将样品反复冲洗至中性。对于如何去除长石，不同的研究者采用不同的处理方法，分为以下三种情况：

（1）氟硅酸

向盛有樣品的烧杯中倒入一定浓度的适量氟硅酸，使样品在氟硅酸中浸泡一段时间，在此期间需不断搅拌烧杯中的样品，以除去样品中的长石。待氟硅酸与样品充分反应后，加水停止反应，将样品反复清洗至中性，低温烘干（40℃，1-2天），再用磁铁将样品中的磁性矿物除去。例如，38-63μm采用浓度为35%的氟硅酸腐蚀2-3周[3]；采用浓度为38%的氟硅酸腐蚀2周[4]；63-90μm采用浓度为30%的氟硅酸腐蚀10-15天[7]。

（2）氢氟酸

天然辐射中的α粒子在硅酸盐矿物内最大穿透距离20μm，考虑到自然环境中ɑ辐射对中颗粒石英的影响，所以一些研究人员采用氢氟酸刻蚀石英，去除受影响的表层。例如，采用浓度为40%的氢氟酸刻蚀40min[6]。

（3）氟硅酸、氢氟酸结合

近几年，出现了一种新的方法—氟硅酸和氢氟酸相结合，对中颗粒石英表面进行溶蚀。例如，选用了这种方法对不同地区的古洪水滞流沉积物（以黄土为主）中的石英颗粒进行提纯[5]。

总结：用氟硅酸腐蚀样品去除石英的时间可根据样品实际情况决定，若样品中长石含量较多时，溶蚀时间会变长。采用氟硅酸溶蚀长石，若溶蚀时间相同，氟硅酸浓度大小的差异对提纯石英影响不大；但若氟硅酸浓度大小相同时，溶蚀时间的长短对提纯石英有影响，时间短会导致长石残留，使得样品年龄被低估，时间过长会溶蚀石英，使得样品减少。

采用氢氟酸刻蚀石英表面以去除长石时，需要不停地对样品进行搅拌，否则氢氟酸会沿着石英解理裂隙进行溶蚀，无法完全消除ɑ辐射对中颗粒石英的影响；而且氢氟酸腐蚀性很强，十分危险。所以，中颗粒颗粒很少采用氢氟酸提纯石英。

氢氟酸刻蚀石英很可能导致中颗粒粒径样品减少，但这些古洪水滞流沉积物主要以黄土为主，粒径大多都小于70μm，中颗粒粒径样品含量较多，所以，采用氟硅酸和氢氟酸相结合的提纯方法比较适合；而中颗粒粒径样品含量较少时，这种方法可能不太适合。

参考文献

[1]赖忠平， 欧先交， 2013.光释光测年基本流程[J].地理科学进展， 32（5）： 683-693

[2]张克旗，吴中海，吕同艳，等，2015.光释光测年法—综述及进展[J].地质通报，34（1）：183-203

[3]Lai Z.P.， Kaiser K.，Brückner H.，2009. Luminescence dated aeolian deposits of lateQuaternary age in the southern Tibetan Plateau and their implications for landscape history[J].Quaternary Research，：421-430

[4]Ou X.J.，Lai Z.P.，Zhou S.Z.，et al.，2015. Optical dating of young glacial sediments from the source area of the Urumqi River in Tianshan Mountians， northwestern China[J].Quaternary International，358： 12-20

[5]顾洪亮，周亚利，黄春长，等，2011.黄河中游河谷地区三种粒径石英的光释光测年对比[J].地球环境学报，2（1）：291-300.

[6]杜金花，卢演俦，王旭龙，等，2010.晋豫间黄河峡谷黄土状沙丘的光释光年代学探讨[J].第四纪研究，30（2）：946-955

[7]赵俊香.恒山北麓晚第四纪地貌及相关沉积物光释光定年[D]：[博士学位论文].北京：中国地质大学（北京），2013