珊瑚礁论文文献

业渝光D·J·Donahue

（地质矿产部海洋地质研究所）（美国亚利桑那大学）

提要用14C(AMS和稀释技术）、铀系和ESR方法对南海珊瑚礁进行了测年对比研究，表明这些珊瑚礁形成于全新世早、中期。此外，对测年方法的一些有关问题也进行了讨论。

关键词 珊瑚礁 AMS14C ESR铀系年龄

如果某一地质体的样品用几种独立的测年方法测试，所得的结果一致，那么由此得到的年龄是较为可靠的。纯净的珊瑚礁是14C和铀系方法最适宜的样品，同时也是ESR方法的适宜样品。本文报道儿个南海全新世珊瑚礁样品的14C(AMS和稀释技术）、铀系和ESR年龄对比研究的结果。

1样品

样品取自南海几个珊瑚礁的浅钻岩心，地点及层位见表1，详细地质背景见文献[1]。同位素测年方法常常是以样品处于化学封闭体系为前提，就珊瑚礁而言，样品中文石含量可以反映其是否处于化学封闭体系。为此，我们用X射线衍射技术确定了样品的矿物成分，文石在99%以上，表明这些样品很纯净，没有重结品（见表1），处于化学封闭体系，是进行测年对比研究的适宜样品。

表1样品的取样地点和矿物组成Table1Sites and mineral composition of samples

2实验和结果

样品在玛瑙研钵中粉碎，筛取～粒组用作ESR测年，小于部分用于X射线衍射分析和AMS14C测年。

用DektaE稳定同位素气体质谱仪（Finnigan MAT公司）测定了样品的δ13C和δ18O，结果见表1。铀系测年用a谱技术，化学流程同文献[4],a谱的测试是在金硅面垒探测器和多道分析器组成的a谱仪（北京核仪器厂生产）上完成的。稀释技术14C测年同文献[5],K只有AA6487＃样品进行了稀释技术14C测年，其余两个样品因无剩余，无法进行稀释技术14C测年。ESR波谱测试是在中国计量科学研究院进行的，测试条件同文献[6]。AMS14C测定是在美国亚利桑那大学AMS实验室进行的，年龄计算同文献[9]，测试结果见表2。

表2样品的14C、230Th/234U和ESR年龄Table 214C、230Th/234U and ESR ages of samples

表2的测试结果和前人测试的结果完全一致。

3讨论

年龄

亚利桑那大学AMS实验室是用加速器质谱仪测定样品的14C/13C，然后和一已知标准（新草酸）相比，假定样品的δ13C为0，并归一到δ13C=-25‰，最后求出样品的14C年龄。海洋地质研究所用稀释技术测定6g珊瑚礁样品的14C年龄，未做任何校正。碳、氧同位素测试结果表明这些样品的δ13C值接近于0，用实测的δ13C值重新计算14C年龄并和亚利桑那大学测定的14C年龄相比，最大相差不超过20a。由表2可看出，稀释技术测定14C年龄和AMS14C年龄完全一致，这表明用稀释技术测定14C年龄是可靠的。

和230Th/234U年龄

样品的铀系年龄普遍比14C年龄稍老。夏明（1985）曾较详细地讨论了珊瑚礁铀系年龄和14C年龄的差异，他统计了国外发表的同时具有230Th/234U和14C两种方法测定珊瑚礁年龄的数据，铀系年龄普遍比14C年龄稍老，随着年龄增大，14C和230Th的年龄差越来越小。他同意Stuiver(1970）的观点，即14C在大气圈的浓度距今10000a至现代是变化的，约在5500～10000a前比现在高7%～10%。也就是说在5000～7000a前14C年龄比树轮年龄低600～800a。尽管如此，14C仍是一种成熟的测年方法。由于样品的年龄轻，样品中234U衰变形成的230Th积累量少，影响了230Th/234U的测年精度。从这几个样品的230Th/234U值看，铀系年龄比14C稍大，样品的初始条件也略有差异。铀系测年的测试时间较短，统计的计数不够多，可能也是铀系年龄稍差的一个原因。

和铀系年龄

ESR年龄普遍比铀系和14C年龄老。我们曾统计发表的新赫布里底和巴贝多斯珊瑚礁18对ESR和铀系年龄，其中16对ESR年龄偏老。出现这种现象的原因，看来是ESR方法本身还不够完善。对ESR方法来说，几千年是其测量的上限，在年剂量计算时稍有不妥，年龄都会产生较大的偏差，至少有两个因素值得进一步研究。首先是a辐射效率——k值的确定。我们为此做了努力，用样品天然剂量时的ESR信号强度 I0和在饱和剂量时的ESR信号强度Imax之比来确定k值，提高了测年精度。但经验公式是有局限性的，还没有进行ESR实测k值的实验，有待于进一步完善。其次是宇宙射线剂量的估算。由于样品年轻，总剂量TD值较小，因为宇宙射线剂量在总剂量中占有较大的比重，对宇宙射线剂量估算不准确，就会引起年龄计算的较大偏差。样品取自岩心无法实测出宇宙射线剂量的贡献，只能根据Prescott(1982）由实测现在宇宙射线剂量提出的方法做估算。实际上14C的形成是宇宙射线与大气作用的结果，通过树轮学、纹泥学等研究证明了14C在大气圈的浓度在过去10000a内是变化的，那么无疑宇宙射线在过去10000a内也是变化的。因此，用现在的宇宙射线剂量估算对过去样品的贡献有一定的不确定性，它对年轻样品的ESR年龄测定的影响尤为显著，这也是年轻样品ESR年龄偏高的一个重要因素。

几种独立的测年方法对比研究表明，尽管各种方法年龄间存在一些差异，但总的来说还是一致的，表明这些珊瑚礁与世界其他一些地方的珊瑚礁一样形成于全新世早、中期，这说明全球的气候变化影响着海平面的变化和珊瑚礁的生长。

参考文献（略）

（海洋科学，1993，第2期，63～65页）

1987年南沙东部科考所登10礁：蓬勃暗沙、仙宾礁、牛车轮礁、仁爱礁、美济礁、仙娥礁、信义礁、海口礁、舰长礁和半月礁。这10礁的基本情况如下：（来自于中国科学院博士论文“南沙群岛珊瑚礁工程地址特性及大型工程建设可行性研究”一文中的数据）这十个礁都是南海中渔业资源丰富的区域，其中对于渔船来说美济礁和半月礁是自然条件较好的：封闭性好，有口门，礁湖水深，有较好的锚地，适合船只避风。而信义礁上发育有小沙洲，挺难得。牛车轮礁是台礁，其余九个是环礁。