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宁夏水洞沟遗址第2地点光释光年代学与沉积环境研究

解浩  
【摘要】:水洞沟遗址第2地点是水洞沟旧石器遗址群包含文化层最多、出露地层最厚的点位,前人对该点进行了大规模的发掘和研究,并发表了众多的科研成果,但目前对于各文化层的年代以及古环境演化等问题仍然不甚明确。本文对SDG2地点沉积地层进行了重新划分,并根据粒度特征和野外观察对地层的沉积相进行进一步厘定。本研究对该遗址进行了系统的光释光(Optically stimulated luminescence,OSL)年代学研究,完成35个样品的OSL年代的测定。首先,本文对样品进行了测试条件实验,利用单片再生剂量法(singal-aliquot regenerative dose,SAR)对样品进行了等效剂量(Equivalent Dose,De)的测试。然后对OSL样品中U、Th和K的含量、粒径、饱和含水率等参数进行了测量实验,计算出样品的剂量率(Dose Rate),获得了样品的OSL年龄。结合已有研究结果对其古环境演化进行了初步的探讨,获得如下初步结论:1.根据沉积物的粒径、层理、颜色等参数将SDG2地层从上到下划分为18层,第17~18层(14.9~15.3 m)为河流相沉积,第16层(13.6~14.3m)为沼泽相沉积,第12~15层(9.5~13.6m)为湖泊相沉积,第2~12层(0.2~9.5m)为风成堆积,第1层(0~0.2m)为近现代风沙堆积。2.对测年样品进行了预热坪实验和剂量恢复实验,结果显示260℃、220℃的预热温度组合是最合适的,利用SAR法可以准确测出石英颗粒的De值。计算De值时利用早期背景扣除法,拟合方式为指数拟合,计算De值利用平均值法,这样得出的年代是可靠的。剂量率值是影响测年结果的一个重要条件,对于埋深小于12m的样品给定含水率,埋深大于12m的样品使用实测含水率,计算获得OSL年代数据。结果表明,利用该年代结果和粒度数据建立古环境变化序列与与前人所测年代、高分辨率的葫芦洞石笋年代具有较好的可对比性,表明其年龄具有较好的准确度和精度。同时研究还发现,对于晒退完全的样品,不同粒径范围得出的年代结果是一致的。利用SAR法对粗颗粒石英测年与利用SMAR法对细颗粒石英测年的结果也是相同的。3.由此我们获得了SDG2地点各个文化层的年代为:CL1,20.3±1~21.95±1.73 ka BP;CL2,25.39±2.23~25.74±1.85 ka BP;CL3,25.09±1.88~27.8±1.4ka BP;CL4,28.02±2.5 ka BP;CL5,27.16±2.11~29.2±2.1 ka BP;CL6,31.22±2.56~44.09±3.45 ka BP;CL7,44.09±3.45~51.3±5.55 ka BP。结合文化遗物的埋藏特点,古人类在此是阶段性活动的。4.本研究结果显示深海氧同位素第3阶段(Marine Oxygen-isotope stage3,MIS3,58~25 ka BP)之前该地区为河流相沉积;MIS3b(54~44 ka BP)时期,该地区为沼泽环境;MIS3a(44~25 ka BP)时期研究区发育古湖泊,并一直持续到MIS2(30~11 ka BP)。40~30 ka BP的青藏高原及邻区的暖湿气候造成的降水显著增加可能是导致水洞沟遗址区域古湖泊发育的原因。


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