83. Признаки возрастных взаимоотношений минеральных ассоциаций.

Зарождение минеральных индивидов.

Крупные зерна – зарождение происходило в нескольких центрах. Мелкозернистый агрегат – было много центров зарождения.

1. самопроизвольное зарождение

критерий – пересыщение

появляются центры кристаллизации – зародыши. Кристаллит – зародыш. Сколько зародышей появляется, столько их и разрушается. Когда критический размер превзойден, тогда зародыши не распадаются.

Например, кристаллизация магмы. При понижении Т количество центров кристаллизации↓

Кристаллизация из газовых и водных растворов – в полостях, в закрытых системах Q, CaCO3. T↓ Cat начали расти и упали вниз под действием g. T↓ и пересыщение ↓. Такие минеральные агрегаты называются минеральные отвесы. Они маркируют тектонические движения.

2. Зарождение на поверхности жидкости.

Испарение жидкости, следовательно повышается пересыщение, например, соляные лодочки.

Последовательность образования лодочки и отложение солей одновременное.

3. Зарождение на готовых зародышах.

Зарождение на зернах породообразующих минералах, например, жилы альпийского типа.

Зарождение на стенках расклинивающей трещины.

4. Зарождение на кристаллах ранней генерации.

Генерация – поколение. Один и тот же минерал может появлятьс в процессе минералообразования несколько раз. Новое пересыщение появляется при сильно изменении физико-химических параметров, т.е.:

• поступление вещества (при тектонической подвижке по трещине)

• сброс давления, следовательно, адиабатические снижение Т и значит пересыщение при открытие трещины.

• ранняя генерация

• следующая генерация – наросшие минералы, например скипитровидный кварц, флюорит путем многоглавого роста часто сопровождается сменой цвета. Образование лежачих кристаллов кварца над друзой халцедона.

5. Зарождение на осколках.

При тектонических подвижках происходит появление осколков. Осклков- центр кристаллизации новой генерации. Таким образом, подвижки приводят к образованию многоглавых кристаллов (происходит регенерация кристаллов многоглавым ростом).

6. Зарождение на кристаллах другого минерального вида.

Например, зарождение кристаллов кварца на полевом шпате. Эпитаксия. Графические срастания. Рост кристаллов кварца на полевом шпате в определенной ориентировке из-за сходства структурных элементов.

Без сходства структурных элементов, например, на кальците кристаллизуется пирит (на вершинах и на ребрах повышенная концентрация примесей).

7. Зарождение на выходах дислокаций.

Винтовая и краевая дислокации. Образование ступенек энергетически выгодно. Дислокация возникает за счет частицы примеси.

8. Зарождение при участие организмов.

Сера самородная. Тиобактерии «едят» гипс. Сера как продукт жизнедеятельности бактерий. Затем эти кристаллы разрастаются.

Организмы, которые строят раковины.

Жемчуг (из пещинки).

84. Принципы и методы изотопной геохронологии.

Численные оценки возраста горных пород, используемые в наше время, основаны на данных радиоактивного распада некоторых элементов. Установленный таким образом возраст следует называть изотопным, а методы его определения радиогеохронолигеческими или радиологическими.

Явление радиоактивности связано с процессом распада ядер атомов радиоактивных элементов, протекающим самопроизвольно, с постоянной скоростью, не зависящей от физико-химических явлений, протекающих в земной коре. В природе наблюдается несколько типов ядерного распада: 1) альфа – распад, 2) бета – распад, 3) электронный захват. При альфа – распаде ядрами радиоактивных веществ выбрасываются альфа частицы (ядра Не) и порядковый номер элемента уменьшается на 2, а масса на 4, новое ядро в системе Менделеева займет место на 2 клетки левее. При бета – распаде ядра самопроизвольно испускают бета – частицы (поток электронов) и новый элемент занимает следующую клетку вправо. При электронном захвате происходит поглощение орбитального электрона одним из внутренних протонов и атомный номер элемента уменьшается. Элемент займет место на одну клетку левее.

Постоянная скорость распада характеризуется периодом полураспада – временем, в течение которого радиоактивное вещество уменьшается наполовину. Для установления изотопного возраста горных пород используются радиоактивные элементы с длительным периодом полураспада (²³²Th=13,8млрд.лет, ²³⁸U=4.53 млрд.лет, ²³⁵U=4.13млрд.лет).

Изотопный возраст определяется по минералам, имеющим в своем составе радиоактивные элементы. С момента образования таких минералов в них непрерывно происходит накопление продуктов распада – радиогенных стабильных изотопов. По любой паре радиоактивного и радиогенного стабильного изотопа можно определить возраст, зная период полураспада радиоактивного изотопа.

В настоящее время используют следующие типы ядерных реакций:

²³⁸U=⁴He+²⁰⁶Pb;⁴⁰K+e=⁴⁰Ar;²³⁵U=7⁴He+²⁰⁷Pb;⁴⁰K=⁴⁰Ca+beta;²³²Th=6⁴He+²⁰⁸Pb;⁸⁷Rb=⁸⁷Sr+beta

Название метода определения изотопного возраста горных пород происходит от конечного продукта распада: свинцовый, гелиевый, аргоновый и т.д.

Для получения достоверных результатов необходимы минералы хорошей сохранности без включений,не подвергшихся выветриванию, т.к. при выветривании возможен не только вынос, но и привнос изотопов.

Наиболее надежен и хорошо разработан свинцовый метод. Дает удовлетворительные результаты для древних пород. Применение ограничено тем что пригодные для анализа минералы встречаются крайне редко.

Гелиевый метод – накопление гелия(в основном в железорудных месторождениях где он удерживается магнетитом), аргоновый метод – сколько калия превратилось в аргон, короче тупо отношение, а зная период полураспада можно все посчитать. Для калия в аргон он кстати равен 1,3 млн лет.

Стронциевый метод – для датировки докембрийских пород из-за очень большого периода полураспада рубидия – 49,9 млрд.лет.

Радиоуглеродный метод основан на постоянном соотношении 13 к 14 в живом организме или растении Ии распада 14 после гибели. Так что можно посчитать возраст. Но это только для четвертички, потому что период полураспада ¹⁴С = 5,7 тыс. лет.

ГЛАВНОЕ ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ – закон радиоактивного распада.

Количество атомов N от начального N₀ изменяется во времени по закону –

N = N₀ exp(-λt) где λ – постоянная распада, связанная с периодом полураспада соотношением

T_1/2 = 0.693/λ. Или еще в другом виде –N = N₀2 ^–t/T