2.2. Методи абсолютної геохронології

Відносність поняття ”абсолютний вік”. Спроби геологів визначити тривалість утворення осадових товщ у роках. Явище радіоактивного розпаду хімічних елемен­тів як природний годинник. Незалежність швидкості ядерних реакцій від зовнішніх фізико-хімічних умов. Потужність плеохроїчних “двориків” у прозорих шліфах порід, що вміщують радіоактивні мінерали, залежить від віку утворення породи. Спостереження за треками в прозорих мінералах.

Головні типи ядерного розпаду: альфа-розпад, бета-розпад, електронне захоп­лення. Характеристикою тривалості ядерних реакцій розпаду є період напіврозпаду. В геології використовують ізотопи з великими значеннями періоду напіврозпаду; для урану він становить 4,51 млрд. років, для калію – 1, 3 млн. років. Для визначення віку наймолодших геологічних утворень використовуєть ізотоп вуглецю з періодом напіврозпаду 5750 років. Назву методу приймають за початковим, чи початковим і кінцевим елементами ядерної реакції. Найпоширеніші: калій–аргоновий, свинцевий, рубідій-стронцієвий і вуглецевий методи.

Свинцевий метод (Болвуд, 1907). Тут використовують співвідношення ізотопів свинцю, урану, торію. Для визначення придатні мінерали із вмістом урану і торію понад 1% (уранініт, циркон, монацит, ортит та ін).

Калій-аргоновий метод (Герлінг, 1949) нині є найпоширенішим; використову­ють співвідношення аргону до калію. Для аналізу придатні мінерали і породи з високим вмістом калію (граніти, сієніти, гнейси, мусковіт, калішпат, глауконіт та ін.).

Рубідій-стронцієвий метод; використовують співвідношення рубідію до стронцію. Рубідій не має власних мінералів й ізоморфно входить у кристалічні гратки калієвих мінералів. Аналізують мономінеральні фракції калішпату і слюд.

Вуглецевий метод побудований на вивченні вуглецю ¹⁴С, який утворюється в атмосфері під час реакції космічних частинок з азотом і який засвоюють рослини. Після відмирання рослин нестійкий ізотоп вуглецю розпадається. Оскільки період напіврозпаду вуглецю дуже малий (5750 років), то метод можна використовувати для об'єктів віком до 70 тис. років.

Проблеми інтерпретації результатів визначення абсолютного віку порід. Приклади значного відхилення результатів визначення від реального віку. Причини появи помилкових результатів: вплив накладання на первинні породи молодших процесів, некоректний відбір матеріалу для аналізу, методологiчні і методичні помилки. Метод ізохронного контролю результатів визначення. Статистичне опрацювання даних.

Обмежене використання методів абсолютної геохронології. Серед порід осадового походження ці методи можна використовувати лише для кількох типів порід (евапорити, вугленосні відклади, глауконітові породи); висока вартість визначень не дає змоги застосувати масові відбори проб; невисока точність визначень (5%) не відповідає вимогам детальності розчленування розрізів; майже постійні прояви в аналізованих взірцях порід накладених процесів, які по-різному впливають на визначення віку.

Тема 3. Міжнародна геoхронологічна шкала

Наприкінці XIX ст. виникла потреба узагальнення даних про численні стратиграфічні розрізи різних країн Європи. Загальна схема стратиграфічної класифікації прийнята 1881 р. на IІ сесії Міжнародного геологічного конгресу. Потім цю схему ще декілька разів уточнювали і доповнювали. За основу загальної схеми стратиграфічної класифікації взято проект швейцарця Е.Ренев'є, названий "геологічним хронографом". Хронограф Ренев'є узагальнив стратиграфічні схеми окремих країн Європи. За основу загальної схеми взято результати геолого-стратиграфічних досліджень німецьких "нептуністів" під керівництвом професора геогнозії Фрайберзької гірничої академії Вернера, англійських геологів Конібера і Філіпса, які, на відміну від німецьких геогностів, активно використовували палеонтологічний метод, бельгійського геолога д'Алуа та ін.

На цей час у Європі під різними назвами було виділено комплекси відкладів, які відповідали всім системам сучасної геохронологічної шкали – від девону до палеогену. Однак стратиграфічні аналоги сучасних додевонських і надпалеогенових утворень не виділяли.

Розчленування нижньопалеозойського інтервалу виконано у 30-х роках XIX ст. в Англії А.Седжвіком та Р.Мурчисоном. Були виділені лише кембрійська та силурійська системи. Межа між ними стала багаторічним предметом дискусії. "Кембрійський конфлікт" – приклад впливу суб'єктивного фактора на проблему розчленування стратиграфічних утворень. У 1879 р. неузгоджену частину розрізу Англії Лепворт виділив в ордовицьку систему.

Існування принципової різниці в об'єктивності визначення об'єму і меж стратиграфічних комплексів на підставі вивчення регіональних даних і кореляційних співставлень між різними регіонами. Проблеми зіставлення одновікових різнофаціальних розрізів регіонального значення. Приклади: виділення девонської системи в континентальних фаціях Англії (древній червоний пісковик) і в морських фаціях Арден. Аналогічна проблема існування двох стратотипів пермської системи - у Західній Європі й на Уралі.

Міжнародна геохронологічна шкала фіксує певні етапи розвитку органічного світу. Всі підрозділи фанерозою рангу систем та відділів виділені незалежно від палеонтологічних даних як регіональні стратиграфічні одиниці. Спосіб виділення ярусів різний. Більшість ярусів палеозою виділена одночасно чи навіть раніше, ніж більші підрозділи. Значна кількість ярусів мезокайнозою виділена як відклади певних етапів розвитку органічного світу. Вплив ідей катастрофізму д'Орбіньї на виділення ярусів юри і крейди.

Міжнародна геохронологічна шкала і геологічні цикли. Намагання геологів надати власним регіональним спостереженням континентальне та глобальне значення. Відродження на початку ХХ ст. ідей катастрофізму на геотектонічних засадах. Уявлення Ога (1908–1911) про світові епохи трансгресій і регресій. Ідеї Штілле (1924) про планетарні фази складчастості. Сучасні дані про відсутність прояву на Землі синхронних глобальних тектонічних фаз.

Особливості побудови Міжнародної стратиграфічної та геохронологічної шкали на сучасному етапі. Використання шкал абсолютного віку, палеомагнітної шкали та інших даних. Міжнародна геохронологічна шкала – інструмент визначення глобальної хронології геологічних подій.