第七届青年地学论坛

     精确的沉积物计年是解译沉积物所蕴藏的环境变化信息的基础。近几十年来，人工放射性核素¹³⁷Cs被广泛应用于现代沉积计年研究中。但是由于¹³⁷Cs的半衰期只有30.2年，且其来源较为单一，1954年时标的¹³⁷Cs比活度很低，经过衰变，至今已难以辨识，而且随着时间的推移，1963年时标的灵敏度也逐渐下降，这意味着¹³⁷Cs时标法在现代沉积计年中的应用将会越来越困难，迫切需要寻找一种可替代的新计年时标。环境中的Pu同位素，与¹³⁷Cs来源相同，均主要来源于上世纪六七十年代的全球核武器试验的大气沉降，其全球沉降量的分布也与¹³⁷Cs一样随时间的变化而变化。由于Pu同位素具有颗粒吸附性强的特点，从大气中沉降到地表后极易被土壤和沉积物细颗粒吸附，因此它在沉积物中的蓄积具有与¹³⁷Cs相一致的时标特点。同时，由于Pu同位素的半衰期很长（²³⁹Pu和²⁴⁰Pu的半衰期分别为24110年和6561年），短时间尺度内不需考虑衰变的影响，其在沉积物中的时标性特点可以保持相当长的时间。除此之外，不同类型的人类核活动因其核反应堆类型和燃料燃耗的差异，释放的²³⁹Pu和²⁴⁰Pu含量不同，造成其²⁴⁰Pu/²³⁹Pu原子比值特征不同，因此根据沉积物中²⁴⁰Pu/²³⁹Pu比值的变化可以辅助确定Pu同位素计年时标，提高计年的准确性和可靠性。基于Pu同位素的上述特点，它被认为是替代¹³⁷Cs进行时标计年的理想核素。基于上述背景，本研究通过在北黄海、长江中下游巢湖、武昌湖等海洋和湖泊环境采集了多根沉积物柱状样，分别采用伽马谱仪及放射化学分离与电感耦合等离子体相结合的方法分析测定其中的¹³⁷Cs和Pu同位素，根据沉积物柱状样中¹³⁷Cs和Pu同位素分布特征，确定¹³⁷Cs和Pu同位素计年时标，分别采用¹³⁷Cs法和Pu同位素法估算研究区的现代沉积速率，研究表明，两种方法估算的沉积速率一致，且Pu同位素法在起始时标的应用、数据测量精度等方面有显著优势，可广泛应用于现代沉积过程研究。
 

Pu同位素， 137Cs, 时标计年法， 沉积速率，湖泊沉积物