电子自旋共振又叫电子顺磁共振(ESR/EPR)是一种微波吸收技术,是直接检测和研究含有未成对电子的顺磁性物质的现代分析测年方法。
风化作用能够使岩石产生破碎和分解,碎屑物质经过外引力的作用沉积在陆地和海洋中后,由于受到本身或周围物质中铀、钍、钾等元素放射性衰变所造成的电离辐射作用,其内部产生一些缺陷,形成了游离电子并被石英晶体中晶格和杂质缺陷捕获,形成了捕获电子心(如E'心,Ge心,TiOHC,Al心)。这些捕获电子心或者空穴心都是顺磁性的,并产生EPR/ESR信号,可用EPR/ESR谱仪进行测定。某种地质事件如断层磨擦,阳光暴晒或火山烘烤等,能够使EPR/ESR信号完全或部分消失。当沉积物被埋藏时,随着埋藏时间的增长,受到的电离辐射作用越强,产生的电子心或空穴心也就越多,即这些心中的未成对电子浓度与时间成正比增加,它们可以在EPR/ESR波谱中以信号强度显示出来并被测量,从而达到测年的目的。因此,EPR/ESR方法可以测定含石英沉积物的埋藏事件以来的时间,其中剂量率和等效剂量是测年中的两个重要部分。