DB-T 103.2-2024 活动断层探查 年代测定 第2部分：释光方法

ICS9112025

CCSP.15.

中华人民共和国地震行业标准

DB/T1032—2024

.

活动断层探查年代测定

第2部分释光方法

:

Activefaultsurvery—Determinationofage—

Part2Luminescencedatin

:g

202×-××-××发布2025-06-01实施

中国地震局发布

DB/T1032—2024

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是活动断层探查年代测定的第部分已发布了以下部分

DB/T103《》2。DB/T103:

第部分释光方法

———2:。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国地震局提出

。

本文件由地震灾害预防标准化技术委员会归口

。

本文件起草单位中国地震局地质研究所北京大学中国地质科学院水文地质环境地质研究所应

:、、、

急管理部国家自然灾害防治研究院东华理工大学中国地震局兰州岩土地震研究所

、、。

本文件主要起草人杨会丽覃金堂刘进峰陈杰尹金辉刘春茹郑荣章魏传义张家富刘哲

:、、、、、、、、、、

赵俊香罗明姚赟胜

、、。

中国标准出版社

Ⅲ

DB/T1032—2024

.

引言

国内外众多的大地震灾害现象分析研究表明活动断层存在发生地震灾害的潜在危险查明地震

,。

活动断层的精确时间并对其属性和地震危害性做出科学评价是地震灾害风险评估和震害防御的重要

,

基础性工作我国自九五期间开始逐步推进活动断层探测工作在理论和工程技术上都取得了长足

。“”,

的进展积累了一定的实践经验其成果在国土空间规划工程场址勘选以及建构筑物断层避让地震

,,、()、

灾害风险评估和地震预测等领域发挥着越来越重要的作用

。

为了规范工作过程和技术方法的应用保证活动断层探测工作科学有序地开展提升产出成果的质

,,

量和实用性近年来地震部门开展了活动断层探测技术梳理理清了工作流程工作内容和工作成果的

,,、

基本框架在此基础上构建了系列标准的框架先后制定了活动断层探测及一系

,,GB/T36072—2018《》

列配套的行业标准

。

年代测定是活动断层探测的重要技术支撑活动断层探查年代测定是活动断

,DB/T103—2024《》

层探测系列标准框架的组成标准拟由部分构成

,DB/T1035。

第部分碳十四方法目的在于界定碳十四方法的试验条件试验流程数据处理方法确立

———1:。、、,

试验报告内容

。

第部分释光方法目的在于界定释光方法的试验条件试验流程数据处理方法确立试验

———2:。、、,

报告编写内容

。

第部分铍十与铝二十六方法目的在于界定铍十与铝二十六方法的试验条件试验流程

———3:。、、

数据处理方法确立试验报告编写内容

,。

第部分电子自旋共振方法目的在于界定电子自旋共振方法的试验条件试验流程数据

———4:。、、

处理方法确立试验报告编写内容

,。

第部分磷石灰裂变径迹外探测器方法目的在于界定磷石灰裂变径迹外探测器方法的试

———5:。

验条件试验流程数据处理中国标准出版社方法确立试验报告编写内容

、、,。

释光方法测定的样品是第四纪沉积物中广泛分布的石英和长石矿物测年范围是百年至三十万

,

年已为活动断层探测研究提供了大量的关键性年龄数据本文件对释光方法年代测定技术方案及其

,。

测试结果的处理和报告编写要求的规定将对相关工作的规范性和测试结果的可靠性奠定良好的基

,

础有利于促进活动断层探测工作有序高质发展

,、。

Ⅳ

DB/T1032—2024

.

活动断层探查年代测定

第2部分释光方法

:

警示———本文件涉及的部分化学试剂和仪器设备对人体和环境有害使用者有责任采取适当的安

,

全和健康防护措施并保证符合国家有关法规规定的条件

,。

1范围

本文件规定了释光方法年代测定的样品品质试验条件仪器设备和材料描述了试验步骤试验数

、、,、

据处理方法给出了试验报告编写要求

,。

本文件适用于活动断层探测工作中的样品年代测定

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

化学试剂氢氟酸

GB/T620

化学试剂盐酸

GB/T622

试验筛技术要求和检验第部分金属丝编织网试验筛

GB/T6003.11:

化学试剂过氧化氢

GB/T668430%

实验室玻璃仪器烧杯

GB/T15724中国标准出版社

电热干燥箱及电热鼓风干燥箱

GB/T30435

仪器分析用高纯水规格及试验方法

GB/T33087

工业氟硅酸

HG/T2832

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

释光年龄luminescenceage

矿物晶体在自然界赋存条件下累积释光信号所经历的时间

。

32

.

信号回零signalsettingtozero

矿物经历光照或高温后释光信号被清除至零的过程

。

33

.

等效剂量equivalentdose

实验室辐照条件下使测样产生与其相同天然释光信号所需要的辐射能量

,。

1

DB/T1032—2024

.

34

.

蓝光释光等效剂量测定blueopticallystimulatedluminescencedating

基于蓝光激发的释光信号测定等效剂量

(3.3)。

35

.

低温后高温红外释光等效剂量测定postinfraredstimulatedluminescencedating

基于低温红外激发后高温红外激发的释光信号测定等效剂量

(3.3)。

36

.

剂量率doserate

用于年代测定的矿物在自然界中单位时间内吸收周围环境中的铀和钍及其子体以及钾

(U)(Th)

等长周期放射性核素衰变产生的和射线以及宇宙射线产生的电离辐射能量

(K)α、βγ。

37

.

测样testsample

用于上机测量的物质

。

38

.

前处理samplepre-treatment

分离所用测样的物理和化学处理过程

(3.7)。

39

.

细颗粒石英finegrainedquartz

粒径介于石英颗粒

4μm~11μm。

310

.

粗颗粒石英coarsegrainedquartz

粒径介于石英颗粒

63μm~250μm。

311

.

粗颗粒钾长石coarsegrainedK-feldspar

粒径介于钾长石颗粒

63μm~250μm中国标准出版社。

4原理

石英长石等用于年代测定的矿物被埋藏后接受周围环境中铀和钍及其子体钾等

、,(U)(Th)、(K)

长周期放射性核素衰变产生的射线以及大气中宇宙射线的辐照吸收电离辐射能量随着时间的

α、β、γ,,

累积矿物中累积的电离辐射能量呈线性或者指数增加实验室测定矿物累积电离辐射能量即等效剂量

,,

与单位时间内矿物吸收的电离辐射能量即剂量率比值即为被测样品的年龄

,。

5试验条件

等效剂量测样提取和测定试验环境应满足下列要求

:

试验处于暗室环境灯光波长

a),590nm~700nm;

温度为

b)(23±5)℃;

相对湿度小于

c)80%。

6试剂或材料

61盐酸分析纯

.(HCl):GB/T622,。

2

DB/T1032—2024

.

62过氧化氢分析纯

.(H2O2):GB/T6684,。

63氢氟酸分析纯

.(HF):GB/T620,。

64氟硅酸优等品

.(H2SiF6):HG/T2832,。

65高纯水电阻不小于-3

.:GB/T33087,10Ω·m。

66多钨酸钠或者多钨酸锂重液密度33

.:2.58g/cm~2.85g/cm。

67不锈钢筛子孔径

.:GB/T6003.1,63μm、90μm、125μm、180μm、250μm。

68玻璃烧杯容量

.:GB/T15724,20mL、50mL、500mL、1000mL。

69聚四氟乙烯烧杯容量

.:80mL、250mL、500mL。

7仪器设备

71电热鼓风干燥箱最高工作温度容量不小于

.:GB/T30435,200℃,60L。

72通风橱防强酸强碱材质

.:。

73电子天平精度

.:0.1mg。

74磁选仪电流强度可调可分离颗粒粒径为的顺磁性抗磁性低磁性矿物

.:,63μm~300μm、、。

75释光测量仪器具备加热辐照配有类90放射源激发信号采集功能升温速率在

.:、(VSr)、、,

范围内可调最高温度达放射源表面不均一程度小于激发功率在

0.1℃/s~5.0℃/s,700℃,2%,

范围内可调光电倍增管死时间不大于

1%~100%,50counts/s。

76长周期放射性元素含量分析仪具备放射性元素铀钍钾含量或者活度测定功能

.:(U)、(Th)、(K)。

8样品

81样品类型

.

按照样品测定参数分为等效剂量样品和剂量率样品

中国标准出版社。

811等效剂量样品

..

用于等效剂量测定的样品按照样品开始计时矿物颗粒释光信号回零程度分为下列种

,,2:

矿物颗粒最后一次被埋藏前释光信号完全回零样品如沉积物为风成沉积物远源静水沉积

a),,

物海岸砂沉积物高温烘烤沉积物中的粉砂细砂和黏土等

,,、;

矿物颗粒最后一次被埋藏前释光信号未完全回零样品如冰水沉积物冲洪积物地震崩积楔

b),,,

中的粉砂细砂和砂质黏土等

、。

812剂量率样品

..

用于剂量率测定的样品根据采集时内岩性差异情况分为下列种

,30cm,2:

采集位置半径内岩性无差异

a)30cm;

采集位置半径内岩性有差异

b)30cm。

82样品量

.

821等效剂量样品矿物颗粒最后一次被埋藏前释光信号完全回零样品样品量应不少于矿

..:,100g;

物颗粒最后一次被埋藏前释光信号未完全回零样品样品量应不少于

,500g。

822剂量率样品采集位置半径内岩性无差异样品量应不少于采集位置半径

..:30cm,200g;30cm

内岩性有差异应另外提供一份岩性有差异的剂量率样品每份样品量应不少于

,,200g。

3

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.

83包装与存储

.

831用于等效剂量测定的样品应保持原状密封避光包装室温存储

..,,。

832用于剂量率测定的样品应密封包装

..。

9试验步骤

警示———化学试剂对环境和人体有害使用化学试剂的步骤均应在通风橱内完成

,。

91试验流程

.

试验流程包括下列个步骤

7:

样品登记记录样品的基本信息

a):;

流程选取等效剂量样品前处理流程选取

b):;

前处理等效剂量样品前处理剂量率样品前处理

c):,;

参数测定等效剂量剂量率和含水率的测定

d):、;

年龄计算根据参数测定结果和年龄计算公式计算样品的年龄

e):,;

误差分析根据参数测定结果和误差计算公式计算样品的年龄误差

f):,;

可靠性分析综合年龄测定结果样品基本信息和测量技术评估年龄结果的可靠性

g):、,。

图给出了流程示意

1。

中国标准出版社

图1流程示意图

4

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.

92样品登记

.

样品信息应按附录中表的内容和格式登记

AA.1。

93流程选取

.

931矿物颗粒最后一次被埋藏前释光信号完全回零的样品根据矿物颗粒成分及粒径前处理应选

..,,

用细颗粒石英粗颗粒石英或粗颗粒钾长石流程

、。

932矿物颗粒最后一次被埋藏前释光信号不完全回零的样品应选用粗颗粒石英或粗颗粒钾长石

..,

流程

。

94前处理

.

941工作内容

..

前处理应包括下列内容

:

等效剂量样品前处理

a);

剂量率样品前处理

b)。

942等效剂量样品前处理

..

9421等效剂量样品前处理应包括细颗粒石英前处理粗颗粒石英和粗颗粒钾长石前处理

...、。

9422细颗粒石英前处理应按照下列步骤进行

...:

在暗室环境中打开等效剂量样品去除表面见光或者受污染部分取新鲜样品置

a),,50g~100g,

于玻璃烧杯

;

加入浓度为的反应至碳酸盐完全被去除

b)10%HCl,;

加入浓度为的反应至有机质完全被去除

c)30%H2O2,;

加入高纯水反复清洗溶液至中性按照附录分选出颗粒粒径介于混合矿物

d),B,4μm~11μm

组分标记为置于真空中国标准出版社干燥箱中烘干

,A1,;

取样品

e)A11g~2g;

加入浓度为的反应至长石矿物完全被去除回收反应后的废液

f)40%H2SiF6,,;

加入浓度为的反应至氟化物完全被去除

g)10%HCl;

加入高纯水清洗至中性制备细颗粒石英纯度检测测片

h),;

检测测片置于不高于电热鼓风干燥箱中烘干

i)40℃;

置于释光仪检测如果IR值不大于为纯石英制备测样结束处理否则重复

j),/BLSL5%,,B1,,

步骤

f)~j)。

5

DB/T1032—2024

.

图给出了细颗粒石英前处理步骤

2。

中国标准出版社

图2细颗粒石英前处理步骤示意图

9423粗颗粒石英和粗颗粒钾长石前处理应按照下列步骤进行

...。

在暗室环境中打开等效剂量样品去除表面曝光或者受污染部分取新鲜样品

a),,100g~200g。

用不锈钢筛子湿筛出所需粒径粗颗粒如果一次量不够则重复步骤

b)50g~100g,,a)~b)。

加入浓度为的反应至碳酸盐完全被去除

c)10%HCl。

加入浓度为的反应至有机质完全被去除

d)30%H2O2。

加入纯水清洗至中性置入真空干燥箱中不高于烘干标记为

e),40℃,A2。

磁选仪磁选样品去除磁性矿物

f)A2,。

如果不提取钾长石浓度为的反应清洗至中性不高于烘干制备粗颗

g),40%HF40min,,40℃,

粒石英纯度检测测片上机释光仪检测如果IR值不大于为纯石英制备测样

,;/BLSL5%,,B2

备用结束处理否则重复步骤

,,g)。

如果提取钾长石用比重3的重液分选小于3组分用浓度为的

h),2.58g/cm,2.58g/cm,10%HF

反应至钾长石表面剂量和杂质矿物被去除清洗至中性置入不高于

10mim~20min,α,,

电热鼓风干燥箱中烘干制备测样结束处理如果同时提取石英比重不小于

40℃,B3,;,

3组分执行否则结束处理

2.58g/cm,9.4.2.3g),。

图给出了粗颗粒石英和粗颗粒钾长石前处理步骤示意图

3。

6

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.

943剂量率样品前处理

..

应按照下列步骤进行前处理

:

样品置于电热鼓风干燥箱中不高于烘干至恒重

a)60℃;

将烘干样品研磨至粉末状

b);

制备测样

c)。

95参数测定

.

951内容

..

参数测定内容应包括等效剂量含水率和剂量率值的测定

、。

中国标准出版社

图3粗颗粒石英和粗颗粒钾长石前处理步骤示意图

7

DB/T1032—2024

.

952等效剂量

..

9521细颗粒石英等效剂量应采用蓝光释光等效剂量测定对测样进行简单多测片再

...(De),(De),B1

生剂量流程简称或者单测片再生剂量流程简称测定粗颗粒石英等效剂量应采

(SMAR)(SAR);(De),

用蓝光释光等效剂量测定对测样进行单测片再生剂量流程简称测定粗颗粒钾长石等

(De),B2(SAR);

效剂量应采用低温后高温红外释光等效剂量测定对测样进行两步或者多步低温后高温

(De),(De),B3

红外流程简称测定

(pIRIR)。

9522应按照下列步骤测定等效剂量

...(De):

测样置于释光测量仪分别测定天然释光信号和实验室辐照剂量释光信号参见图

a),(C.1);

以辐照剂量为横坐标信号相对强度LxTx为纵坐标对测量数据进行拟合绘制剂量响应

b),/,,

曲线参见图将自然信号相对强度LnTn内插到剂量响应曲线上按公式和公

(C.2),/,(1)

式分别计算测样的De值和误差σ值计算结果填入表

(2)(D),D.1。

De=Ln-LnTn

b(1(/)/a)-c…………(1)

式中

:

De等效剂量单位为格瑞

———,(Gy);

LnTn相对天然释光信号强度

/———;

单指数拟合出的系数

a、b、c———。

计算结果表示到小数点后位

2。

σ=σ2+σ2×De

DFCFN)…………(2)

式中

:

σ等效剂量绝对误差单位为格瑞

D———,(Gy);

σ剂量响应曲线拟合的相对误差

FC———;

σ自然信号LnTn的相对误差

FN———(/)。

计算结果表示到小数点后位

2中国标准出版社。

953含水率

..

按照下列步骤测定含水率

:

取新鲜样品用电子天平称量湿重标记为W

a)5g~10g,,a;

置入电热鼓风干燥箱中烘干至恒重称干重标记为W

b),,b;

按公式计算样品含水率计算结果填入表中

c)(3),D.1。

W=W-WW×

(ab)/b100%…………(3)

式中

:

W含水率

———;

Wa样品湿重单位为克

———,(g);

Wb样品干重单位为克

———,(g)。

计算结果表示到个位

。

954剂量率

..

剂量率测样置入长周期放射性元素含量分析仪中进行铀钍钾测定按公式和

(U)、(Th)、(K)。(4)

公式分别计算样品的剂量率D和误差σ计算结果填入表

(5)(r)(R),D.1。

D=D+.×W+D+.×W+

rα/(115)β/(1125)

D+.×W+D+.×W+D

γ/(1114)c/(1114)m……(4)

8

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.

式中

:

D剂量率单位为格瑞每千年

r———,(Gy/Ka);

D铀和钍及其子体产生的剂量率单位为格瑞每千年

α———(U)(Th)α,(Gy/ka);

D铀和钍及其子体钾产生的剂量率单位为格瑞每千年

β———(U)(Th)、(K)β,(Gy/ka);

D铀和钍及其子体钾产生的剂量率单位为格瑞每千年

γ———(U)(Th)、(K)γ,(Gy/ka);

D宇宙射线产生的剂量率单位为格瑞每千年

c———,(Gy/ka);

D矿物颗粒内部产生的剂量率单位为格瑞每千年

m———,(Gy/ka)。

计算结果表示到小数点后位

2。

σ=σ2+σ2+σ2+σ2+σ2×D

RFαFβFγFcFw)r…………(5)

式中

:

σ剂量率误差单位为格瑞每千年

R———,(Gy/ka