Общая характеристика радиологических методов определения абсолютного возраста горных пород
Абсолютная геохронология.
Палеонтологические и геолого-геофизические методы определения относительного возраста горных пород не дают реального представления об абсолютном возрасте тех или иных образований, не позволяют оценить продолжительность времени их формирования.
Время их действия и продолжительность можно установить, используя радиогеохронологические методы (методы определения абсолютного возраста).
Явление радиоактивности связано с распадом ядер атомов радиоактивных элементов, который протекает самопроизвольно, с постоянной скоростью, не зависящей от каких-либо физико-химических процессов, протекавших на земной поверхности и в недрах Земли.
В настоящее время широко применяют следующие радиогеохронологические методы: урано-ториево-свинцовый, свинцовый, рубидий-стронциевый, калий-аргоновый, аргон-аргоновый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный.
Урано-ториево-свинцовый метод базируется на использовании трех процессов радиоактивного распада изотопов урана и тория:
238U-206Pb, 235U-207Pb, 232Th-208Th-208208Pb. Период полураспада 238U составляет 4510 млн лет, 232 Th – 15170 млн лет. Измерив в минерале содержание радиоактивных изотопов урана и тория и радиогенных частей трех изотопов свинца, а также содержание нерадиогенного свинца 204Pb , находят шесть изотопных соотношений. Одно из них в настоящее время считается фиксированным (238U/235U=137,7), а остальные пять (206Pb/238U, 207Pb/235U, 208Pb/232Th, 207Pb/206Pb, 206Pb/204Pb) дают возможность оценить возраст минерала. Близость всех пяти результатов свидетельствует о достоверности результата.
|
|
|
Свинцовый метод – наиболее старый и хорошо разработанный метод ядерной геохронологии. Для изменения возраста по свинцовому методу применяют минералы, содержащие уран и торий.
Рубидий-стронциевый метод основан на очень медленном распаде радиоактивного изотопа 87Rb и превращения его в изотоп 87Sr. Ныне радиоактивный изотоп рубидия составляет 27,85% природного рубидия. Период полураспада рубидия составляет 47 000 млн лет (постоянная распада х=0,0147 млрд лет -1).
Возраст пород, содержащий только стронций (без рубидия) оценивается грубым стронциевым методом по соотношению 87Sr/86Sr.
Изотоп рубидия присутствует в виде примеси в калиевых минералах. Чаще всего в биотите, мусковите и лепидолите. Рубидий-стронциевым методом определяется возраст по валовому содержанию этих элементов в породе.
Калий – аргоновый метод основан на распаде радиоактивного 40К, при котором около 12% этого изотопа превращаются в аргон 40Ar с периодом полураспада 1300 млн лет. Постоянная радиоактивного распада Хк=0,0585 млрд лет -1. Остальные 88% калия переходят в 40К с более высокой скоростью (постоянная радиоактивного распада Ха=0,472 млрд лет -1). По количеству выделившегося из минерала нерадиогенного аргона и по отношению 40Ar/40K возраст минерала оценивается по формуле:
|
|
|
Этот метод применяется при исследовании слюд, амфиболов, калиевого полевого шпата, глауконита и валовых изверженных проб с возрастом от десятков тысяч до сотен миллионов лет.
Самарий-неодимовый метод. Основан на очень медленном распаде изотопа самария 147Sm, который встречается в смеси со стабильными изотопами 144Sm, 148-150Sm, 152Sm, 154Sm с периодом полураспада153 млрд лет (постоянная радиоактивного распада х=0,00654 млрд лет -1). Конечным продуктом распада является радиогенный 144Nd.
Возраст минерала, содержащего самарий, рассчитывается по формуле:
143Nd/144Nd=(143Nd/144Nd) +(ext-1)147Sm/144Nd.
Метод считается надежным для определения возраста глубокометаморфизованных раннедокембрийских пород.
Радиоуглеродный метод базируется на определении радиоактивного изотопа 14С в органических остатках или в породах с высоким содержанием органического вещества. Этот изотоп постоянно образуется в атмосфере из азота 14N под воздействием космического излучения и усваивается живыми организмами. Период полураспада 14С равен 5750 лет. Поэтому с помощью этого метода определяется возраст остатков не древнее 60-80 тыс. лет.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1391; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!