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Optical bleaching and dose-response behaviour of Al and Ti centers in quartz

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Collocazione:
Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences, 23(2), 251-256
Autore/i:
Agnese Rita ZUCCARELLO, Anna Maria GUELI, Carmelo MONACO, Angelo OCCHIPINTI, Gloria Maria RISTUCCIA Giuseppe STELLA & Sebastiano Olindo TROJA
Abstract:

Electron spin resonance (ESR) is one of the most suitable methods for the dating of sedimentary events during the Quaternary. However, in some cases, related to the specific samples under examination, ESR signals need to be previously analysed for the correct application of the methodology. In this paper, a methodological study for ESR dating of geological sediments, by means of Aluminium (Al) and Titanium (Ti) centers in quartz, was carried out. In this case, it is necessary to verify the optical bleaching process of ESR centers and to study the behaviour of the corresponding signal intensity vs absorbed dose. The maximal bleaching percentage of these centers was evaluated exposing samples to the light from a solar simulator for different times. The results showed, on the one hand, that Ti center is totally bleachable, while the Al center is characterized by a hard to bleach component, whose evaluation is necessary to correct the ESR equivalent dose. On the other hand, in the case of Ti-center, the growth curve of ESR signal intensity vs dose showed a trend that, for high values, presented strong deviations from that of SSE (Single Saturation Exponential), normally used for equivalent dose determination.

La risonanza di spin elettronico (ESR) è uno dei metodi più adatti per la datazione di eventi sedimentari del Quaternario. Tuttavia, a seconda della tipologia di campione in esame, è necessaria un’attenta analisi dei segnali ESR per la corretta applicazione della metodologia. Il lavoro presentato in questa occasione riguarda uno studio metodologico per la datazione di sedimenti geologici da segnali ESR dei centri alluminio (Al) e titanio (Ti) dei cristalli di quarzo. In questo ambito, è necessario verificare l’avvenuto processo di bleaching ottico dei suddetti centri e analizzare l’andamento dell’intensità dei relativi segnali in funzione della dose assorbita. La percentuale massima di bleaching ottico è stata valutata esponendo i campioni alla luce proveniente da un simulatore solare per tempi differenti. I risultati ottenuti hanno mostrato, da un parte, che il centro Ti si svuota totalmente e in tempi relativamente veloci, a differenza del centro Al caratterizzato da una componente hard to bleach, la cui valutazione si rende indispensabile per la correzione della dose equivalente ESR. D’altra parte, nel caso del centro Ti, la curva di crescita del segnale ESR in funzione della dose ha evidenziato un andamento che, ad alte dosi, si discosta da quello descritto matematicamente dalla funzione SSE (Single Saturation Exponential), normalmente utilizzata per la determinazione della dose equivalente.

Abstract (PDF)

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