Лекции по Физике Земли
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Массив «LOCH DOON
GRANITE» в ю/з Шотландии
• Зональность:
-Граниты центральной части –
72% SiO2 до 50% SiO2 в
периферической – диоритовой части массива.
-U,Th, K – увеличивается
концентрация к центру интрузии.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Массив «CHAIRNSMORE OF FLEET»
•Зональность от 74% SiO2 в центре до 71% SiO2 на
периферии.
•Минерализация по периферии за счет гидротермального переноса флюидами (существенно большие значения U/Th
отношения).
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Эманационная (родоновая) съемка
•Rn – радиоактивный инертный газ. Проникает через поры и
трещины в Земле или переносится водой.
•Rn формируется всеми урановыми изотопами – три изотопа Rn.
Торон – продукт распада Th. Только 222Rn имеет достаточно
длинный период полураспада (3.82 дня) для того, чтобы преодолеть расстояния в первые сотни метров.
• RN в почве может измеряться несколькими способами:
1.Тонкостенный контейнер закапывается в землю. Происходит
диффузия Rn в контейнер. Распад фиксируется A-частицами,
которые регистрируются обычным сцинтиллятором –
регистрируются вспышки света, когда A-частицы ударяются в
некоторые материалы (сульфид цинка).
2.Rn, перемещающийся в воде, измеряется путем отбора водных
проб.
•Rn – показатель концентрации U в нижележащих породах. При
картировании – показатель разломов, проводящих флюиды. Иногда Rn – показатель землетрясений (меняется режим
подземных вод).
Возраст пород и
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
радиометрическое
датирование
•Радиометрическое датирование дает значение абсолютного возраста в отличие от геологического датирования (относительный возраст), который оценивался по результатам изучения стратиграфических последовательностей и корреляции палеонтологических объектов.
•Радиометрическое датирование применяется главным образом к вулканическим и метаморфическим породам. Геологическое датирование относится главным образом к осадкам.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Распад выборки изотопов
P
T
•Изменение числа атомов во времени определяется формулой:
|
P |
|
P |
|
E T |
где: P |
T |
I |
|
||
- начальное число атомов |
|||||
I |
|
|
|
|
|
P - число атомов, оставшееся к моменту T,
T
- постоянная полураспада (1/год).
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Уран-свинцовый (U-PB) метод датирования
•U имеет два радиоактивных изотопа, которые через промежуточные изотопы, ведут к различным изотопам Pb.
• |
238U 206PB |
T 1 |
4468млн.лет распады независимы |
|
|
2 |
|
|
235U 207PB |
T 1 |
704млн.лет |
2
• Каждая из пар может использоваться для датирования.
• Pb широко, но в малых концентрациях, встречается в породах; U- реже. Но некоторые минералы формируются со значительным количеством U и пренебрежимо малым к-вом Pb. Наиболее важный – циркон (ZrSiO2),
обнаруживаемый как акцессорный минерал во многих магматических породах.
• Одного кристалла циркона достаточно для датирования. Он растворяется в кислоте и после химической обработки измеряются отношения :
206PB |
207PB |
238U |
235U |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Принципиальные допущения при датировании
1.Система остается закрытой с того момента, как сформирован минерал. Не должно быть потери или привнесения материнских или дочерних атомов. Например, потеря дочерних атомов занижает возраст.
2.Один материнский атом распадается на один дочерний.
3.В момент закрытия системы (кристалла) в нем не было дочерних атомов. Например, наличие атомов Pb
в кристалле циркона в момент его образования
приводит к завышению возраста.
vk.com/club152685050Калий| vk.com/id446425943–аргоновый (K-AR) метод
•Имеется две версии.
40 |
AR |
|
40 AR |
|
|
39 AR |
|
|
40 |
K |
|
калий-аргоновый |
аргон-аргоновый |
||
Существуют три изотопа K и только 39K и 40K нас интересуют. Только 40K радиоактивен. Он составляет менее 0.01% всего калия в природе. Он
распадается на два дочерних элемента.
T 1 1250млн.лет
2
Пусть мы хотим измерить возраст магматических пород (лава, гранит и
др.) В расплавленном магматическом очаге 40K распадается на 40Ar. Но
K
аргон инертный газ и легко выносится из очага. При застывании очага захоранивается в кристаллизованной порода вместе с материнским изотопом.
Минералы: горнблендит, слюда, некоторые полевые шпаты.
Насколько молодые породы изучаются этим методом? При изучении вулкана Стромболи стратиграфическая последовательность измерена с ошибкой 2000-3000 лет нам образцах с возрастом 10000 лет. На более
молодых образцах – ошибка больше.