沉积物或土壤的放射性碳测年服务

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准备和采集沉积物样品操作指南

沉积物样品的测量有三种不同的方法：

测试“零散的有机沉积物成分” – 用于测年的成分是用<180微米的筛子去除土样中的根或大化石，再用酸洗去除碳酸盐后留下的有机沉积物部分。

测量“可溶于碱的成分”或腐植酸 – 沉积物通过<180微米的筛选，去除任何根或有机物化石。接着经过酸洗，去除碳酸盐，然后使用碱处理溶解腐植酸（腐植酸），沉淀后进行AMS测量。

测量“不可溶于碱的成分”或胡敏素 – 沉积物经过<180微米的筛选，去除任何根须或有机物化石。经过酸洗，去除碳酸盐，接着用碱处理，溶解掉并去除腐植酸，留下“不溶于碱的成分”。最后对剩下的不溶于碱的成分进行测量。

对于沉积物样品，Beta实验室会先进行浮选，然后通过225微米、180微米和125微米筛网的逐步筛选，看是否有任何可以提取的有机物化石。这些有机物化石包括木炭、木头、植物、骨头、贝壳和种子。

请注意: 实验室并不对沉积物中的有机物化石进行种类鉴别。该鉴别需要专业科学家进行，如鉴别植物需古植物学家，骨头需法医考古学家，贝壳需古生物学家等。

一般来说，测量存在的有机物化石比测量沉积物更好，因为后者可能有污染物。大部分有机物化石都可以用（1）酸处理，去除碳酸盐，然后用（2）碱处理去除沉积物中可能存在的腐植酸。腐植酸来自腐烂的植物。沉积物和雨水或地下水可以让这些腐植酸在沉积剖面上下移动，从而将年龄轻的或老的碳带进沉积层。

在大多数情况下，腐植酸会向下移动，使底层的沉积物显得更年轻（有时移动的腐植酸很少，有时则很多）。有机物丰富（暗黑色或褐色）的沉积物，以及排水不畅和水聚集多（如湿地，泥炭沼泽等）的沉积物大部分都有这种情况。在雨量不多或沉积物的排水良好或碳含量低（浅棕色或灰色沉积物）的地区，腐植酸不是太大的问题。对于这样的沉积物样品，当您对沉积物和沉积物中发现的一些植物材料进行测量时，得出的结果通常是非常相似的，因此有时不用担心腐植酸的问题。

当沉积物的测试年龄比植物（有机物化石）古老时，一般都是由于以下两种原因：

(1) 植物残骸是以某种方式侵入沉积物中（可能是由于侵蚀或长期的沉积间断）或

(2) 沉积物形成过程中获得的碳有部分甚至全部都是来自更为古老的碳源（由洪泛、大量的地质运动或者其他物理过程影响，在斜坡上已沉积的沉积物的再造和再沉积）。

一般情况植物的测年数据会更加可靠，因为它们可以反映某个时间的特殊事件。相对于沉积物形成的时间，植物的存活时间相对都是短暂的。

实验室也经常测试沉积物中的碳酸钙部分，但是若不清楚其中碳酸钙的来源，那么测试结果则比较容易出现问题。沉积物中的碳酸盐可能来自沉积物中碳酸盐结节（称作自生碳酸盐）或者是来自地质构造（如石灰石、泥灰岩和其他碳酸盐矿物质）中溶出的碳酸盐再沉积形成的沉积物。

沉积物地球化学中的沉积物是非常复杂的，甚至距离很近的各个区域都不尽相同。如果研究人员认为有机物化石是在“原位”，而不是生长自上部层位（如植物根须），我们通常建议尽可能对所发现的有机物化石进行测量。

如果发现了有机物化石，实验室会告知研究人员，然后让他们决定是要测量有机物化石还是沉积物。在某些情况下，明智的做法是对两个都分别进行测量，看是有机物化石还是沉积物的测量结果更好（更可靠）。在检测大块岩心样品或者一系列岩心样品的时候，这尤其有意义。

沉积物用碱处理以提取腐植酸（然后对腐植酸或胡敏素测量）测量结果有时会出现问题，这取决于该地区的土壤地球化学性质。碱提取会去除可溶于碱的自由碳。这种碳可源自年代较近的腐植酸和富里酸或是年代较远的可溶于碱的活性碳。

在很多情况下，碱提取会根据粘土浓度以及年代较近或年代较远的腐植酸/富里酸是否束缚在粘土颗粒上，来优先去除原始的或年代较远的活性碳并留下年代较近的粘土束缚腐植酸和富里酸，或反之亦然。

研究人员有时会认为通过执行碱提取，沉积物的年龄应该会变老，因此会更准确。然而，很多次发生的情况确是相反的；由于上述因素，碱提取后的沉积物的测量年龄反而更小。

Beta实验室的建议:

当客户要求进行碱提取和测量腐植酸或胡敏素或测量沉积物时，Beta实验室建议研究人员在测量许多样品之前考虑至少对一个样品进行三次测量，前提是所有提交的样品都来自同一个独特的沉积区和地球化学条件。

我们建议进行三次测量 – 一种是对酸洗和筛选后的零散有机沉积物成分进行测年，对溶于碱的成分或腐植酸进行一次测量，以及对不溶于碱的成分或胡敏素进行一次测量。 通过这三次测量，研究人员可以比较这些结果，然后看哪一部分更有意义，以那一部分为指导来测试那一地区的其他沉积物样品。

如果经济上不允许或如果研究人员先前已测量样品收集区的沉积物的腐植酸或胡敏素，可以不需要进行这3次测量。研究人员可以自己决定最适合他们研究的测量方法。

BETA实验室每年都会对大量的沉积物样品进行测年，其中绝大部分都是测试的酸洗和筛选后的零散有机沉积物成分。只有非常小的比例（最多1-2％）是要求进行不溶于碱/可溶于碱的成分的测量。通常对酸洗和筛选后的零散的有机沉积物成分的测试结果是最准确的，如果样品中有更加年轻腐殖酸流入，则测得的年龄将会偏年轻些。偏差（如果有的话）总是一样的，通常不会出现这一次分析年龄太老，而下次分析年龄又太年轻的情况。