|
Рис. 143.Изохрона Для широко распространенного уран-торий-свинцового метода проходят еще несколько дальше, поскольку в нем задействовано сразу несколько процессов распада. Первичные изотопы урана и тория 238U, 235U и 232Th в процессе радиоактивных превращений образуют длинные цепочки переходящих друг в друга изотопов – радиоактивные ряды распада. Конечными продуктами распада всех трех рядов являются изотопы свинца. Поскольку геология работает с довольно продолжительными интервалами времени, сравнительно короткоживущими промежуточными членами рядов можно пренебречь и рассматривать упрощенные системы: 238U – 206Pb, 235U – 207Pb и 232Th – 208Pb.
Рис. 144.Цепочка распада 235U Основные параметры этих систем следующие:
Табл. 6.Параметры уран-ториевых систем Отношение 238U/235U, как считается, постоянно и равно 137,88 (за исключением урановых руд Окло). Поэтому изотопный анализ урана заменяют определением его общего содержания. Помимо радиогенных изотопов 206Рb, 207Рb и 208Рb в природе существует еще один стабильный изотоп свинца – 204Рb. Концентрация 204Рb не меняется во времени, и его считают нерадиогенным (то есть не образующимся в результате реакций радиоактивного распада в данном случае урана и тория). Тогда для каждой из вышеприведенных систем можно записать уравнение изохроны: 206Pb/204Pb = (206Pb/204Pb)0 + 238U/204Pb (e?238t – 1 ) 207Pb/204Pb = (207Pb/204Pb)0 + 235U/204Pb (e?235t – 1) 208Pb/204Pb = (208Pb/204Pb)0 + 232Th/204Pb (e?232t – 1) Если первые два уравнения разделить друг на друга, можно получить (при некоторых условиях, на которых мы остановимся чуть позднее) соотношения, которые используются в так называемом свинцово-свинцовом методе датирования: где (207Pb/ 206Pb)rad – отношение радиогенного207Рb к радиогенному 206Рb. На практике для расчета возраста по последнему соотношению пользуются специальными таблицами. Так как основным условием пригодности образцов для определения возраста является закрытость системы, то для U-Th-Рb-метода обычно применяют минералы, максимально устойчивые к воздействию внешних процессов: цирконы, сфены, монациты, ортиты, ураниниты и др. В настоящее время считается, что наиболее достоверные данные дает анализ цирконов. В принципе, если система оставалась закрытой все время существования минерала, значения возраста, полученные по всем четырем вышеприведенным уравнениям (для разных изотопов свинца), должны быть одинаковыми (конкордантными). Однако, как правило, даже по цирконам они не согласуются (дискордантны). В случае дискордантности нельзя получить достоверные значения возраста по единичному минералу, даже используя считаемую наиболее надежной систему 207Рb/206Рb. Обычно исследуют серию имеющих одинаковое происхождение (когенетичных) минералов для построения изохрон, а дальнейшую интерпретацию полученных данных выполняют с применением различных графических методов. — 187 —
|