www.wikidata.uk-ua.nina.az

Уран свинцевий метод Ура н свинце вий метод один із методів радіоізотопного датування Застосовується до геологічних об є

Уран-свинцевий метод

Ура́н-свинце́вий метод — один із методів радіоізотопного датування. Застосовується до геологічних об'єктів, що містять уран, та заснований на визначенні того, яка його частка встигла розпастися за час існування об'єкта (точніше, від моменту кристалізації мінералів у ньому). Використовуються два ізотопи урану, ланцюжки розпаду яких закінчуються різними ізотопами свинцю; це сильно підвищує надійність методу. Цей метод вважається «золотим стандартом» геохронології.

Загальний опис Редагувати

Даний метод — один із найдавніших та найретельніше розроблених способів радіоізотопного датування та, за якісного виконання, — найнадійніший метод для зразків з віком порядку сотень мільйонів років. За такого віку може бути досягнута точність порядку 0,1 %. Дозволяє визначити навіть вік зразків, лише трохи молодших за Землю, внаслідок великого періоду напіврозпаду ізотопів урану, які використовуються. Велика надійність і точність досягається завдяки тому, що використовуються дані по двом ланцюжкам розпаду, а також завдяки деяким властивостям циркону — мінералу, що зазвичай використовується для уран-свинцевого датування.

Використовуються такі перетворення ізотопів:

Іноді на додачу до них використовують розпад торію-232 (уран-торій-свинцевий метод):

Усі ці перетворення йдуть у багато стадій, але проміжні нукліди розпадаються набагато швидше за материнські.

При обчисленні віку використовуються наступні значення констант розпаду, які прийняті у 1977 р.:

Сучасне співвідношення ізотопів урану 238U/235U приймається рівним 137,88.

Періоди напіврозпаду ізотопів урану визначені з дуже великою точністю (більшою, ніж, наприклад, для 40K). Але у випадку найбільш точних датувань неточність періодів напіврозпаду виходить на перше місце серед джерел похибки.

Великою перевагою свинцевого методу в порівнянні з іншими геохронометрами є можливість отримання в одному зразку, що містить уран і торій, чотирьох незалежних оцінок віку за ізотопними відношеннями: 206Pb/238U, 207Pb/235U і 208Pb/232Th та 207Pb/206Pb, у зв'язку з тим що ізотопи свинцю 207Pb і 206Pb є продуктами хімічно ідентичних ізотопів урану з різними періодами напіврозпаду. Останній спосіб дозволяє визначати вік мінералу без встановлення кількості урану (свинець-свинцевий метод).

Мінерали, що використовуються Редагувати

Уран-свинцевий метод заснований на явищі розпаду нуклідів 238U, 235U, 232Th, і в зв'язку з цим його застосовують для широкого кола природних об'єктів, які містять уран і торій. Такими об'єктами можуть бути як радіоактивні і акцесорні мінерали (уранініт, настуран, торит, монацит, апатит, ортит, титаніт, циркон, бадделеїт), так і породи карбонатного (в тому числі кальцит і арагоніт) і силікатного (від основних до кислих та лужних) складу. Іноді використовуються й породи, що складаються з суміші різних мінералів.

Найчастіше для датувань уран-свинцевим методом використовують циркон. Він має велику міцність, стійкість до хімічних впливів, високу температуру закриття (тобто не обмінюється речовиною з навколишнім середовищем аж до сильного нагрівання). Також важливо, що він широко розповсюджений у вивержених породах. В його кристалічну ґратку легко вбудовується уран і не вбудовується свинець, тому весь свинець у складі циркону зазвичай можна вважати радіогенним. У разі потреби кількість нерадіогенного свинцю можна розрахувати за кількістю свинцю-204, який не утворюється при розпаді даних ізотопів урану.

Методика врахування втрат свинцю Редагувати

Вигнута лінія — конкордія, на ній біля круглих точок позначено відповідні значення віку. Квадратні точки — результати вимірювань. Проведена через них пряма перетинає конкордію в точці, що показує вік об'єкта (тут близько 2,6 млрд років). За даними для циркону з архейських порід Зімбабве.

Використання двох ізотопів урану дає можливість визначити вік об'єкта навіть у разі втрати їм деякої частини свинцю. Оскільки 235U розпадається швидше, ніж 238U, відношення росте швидше, ніж . Для зразків, в історії яких не було втрати або привнесення ізотопів, які розглядаються, обидва ці співвідношення ростуть з віком строго визначеним чином. Тому на графіку, уздовж осей якого відкладені ці величини, точки, що відповідають таким зразкам, можуть лежати тільки на одній певній лінії. Ця лінія відома як конкордія або крива узгоджених значень абсолютного віку. По мірі старіння зразка точка рухається уздовж неї. Таким чином, кожній точці конкордії відповідає певний вік зразка. Нульовому віку відповідає початок координат (0,0).

Якщо зразок втрачає свинець, то відсоток втрат однаковий для всіх його ізотопів. Тому точка, що відповідає зразку, зсувається з конкордії у напрямку точки (0,0). Величина зсуву залежить від кількості втраченого свинцю. Якщо взяти з одного геологічного об'єкта кілька зразків, які відрізняються величиною цих втрат, відповідні точки будуть лежати на прямій, яка перетинає конкордію і вказує приблизно на початок координат. Ця пряма відома як дискордія; вона є ізохроною (тобто, всі її точки відповідають одному віку). Верхня точка перетину конкордії з цією прямою і показує вік об'єкта.

Положення другої (нижньої) точки перетину часто інтерпретується як показник віку події метаморфізму, яка призвела до втрати свинцю. Якщо вона сталася недавно, дискордія проходить точно через початок координат. Згідно з математичними моделями, у міру старіння зразка дискордія повертається за годинниковою стрілкою навколо верхньої точки перетину і, таким чином, нижня точка перетину рухається в бік більшого віку. Але якщо втрата свинцю була не одномоментною, а розтягнутою на час, порівнянний з віком зразка, дискордія перестає бути прямою лінією. Тоді положення точки перетину апроксимуючої її прямої з конкордією ні про що не говорить. Поступова втрата свинцю — нерідке явище завдяки тому, що вона сильно полегшена в місцях радіаційного пошкодження кристалів. Тому зараз вважається, що нижню точку перетину конкордії і дискордії потрібно інтерпретувати як показник віку можливої події метаморфізму тільки тоді, коли є які-небудь ознаки такої події.

Положення верхньої точки перетину не залежить від того, одномоментною чи поступовою була втрата свинцю; ця точка показує вік об'єкта в обох випадках.

Методи вимірювань Редагувати

Вимірювання ізотопного складу свинцю виконується на мас-спектрометрах. Іноді при вимірах концентрації ізотопів необхідне велике просторове розділення, бо ступінь пошкодження радіацією і різними зовнішніми чинниками може сильно відрізнятися в межах одного кристала. Тоді використовується мас-спектрометрія вторинних іонів за допомогою іонного мікрозонда. Також застосовується мас-спектрометрія з індуктивно-зв'язаною плазмою.

Примітки Редагувати

  1. ↑ Dickin, A.P. Radiogenic Isotope Geology. — 2 ed. — Cambridge : Cambridge University Press, 2005. — 512 p. — ISBN 0-521-82316-1.
  2. Robert Sanders 2004. Uranium/lead dating provides most accurate date yet for Earth's largest extinction [ 22 січня 2012 у Wayback Machine.] UC Berkeley News
  3. Pickering, R., Kramers, J.D., Partridge, T., Kodolanyi, J., Pettke, T. U–Pb dating of calcite–aragonite layers in speleothems from hominin sites in South Africa by MC-ICP-MS // Quaternary Geochronology. — 2010. — Vol. 5, № 5. — P. 544-558.
  4. ↑ Andrew Alden. Uranium-Lead Dating [ 29 березня 2013 у Wayback Machine.] About.com Geology
  5. ↑ Геохронологія у Великій радянській енциклопедії (рос.)
  6. Vinyu, M. L.; R. E. Hanson, M. W. Martin, S. A. Bowring, H. A. Jelsma and P. H. G. M. Dirks (2001). U-Pb zircon ages from a craton-margin archaean orogenic belt in northern Zimbabwe. Journal of African Earth Sciences 32 (1): 103–114. Bibcode:2001JAfES..32..103V. doi:10.1016/S0899-5362(01)90021-1. 
  7. Титаева Н. А. Ядерная геохимия: Учебник. — 2-е изд. — Москва : Издательство МГУ, 2000. — С. 99—102. — ISBN 5-211-02564-4.
  8. Кривая согласованных значений абсолютного возраста (конкордия) [Архівовано 22 серпня 2015 у Archive.is] // Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. 1978

Література Редагувати

  • Гамильтон, Е. И. Прикладная геохронология: С главой сравнительной геохимии Л. Х. Аренса / Е. И. Гамильтон ; пер. А. В. Синицын ; ред. Л. В. Комлев. — Л. : Недра, 1968. — 256 с.
  • Augustinus, P.C., Short, S.A. and Heijnis, H. (1997). Uranium/thorium dating of ferricretes from mid- to late pleistocene glacial sediments, western Tasmania, Australia. Journal of Quaternary Science 12 (4): 295–308. doi:10.1002/(SICI)1099-1417(199707/08)12:4<295::AID-JQS309>3.0.CO;2-8. 
  • Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
  • Титаева Н. А. Ядерная геохимия: Учебник. — 2-е изд. — Москва : Издательство МГУ, 2000. — С. 99—102. — ISBN 5-211-02564-4.
  • Dickin, A.P. Radiogenic Isotope Geology. — 2 ed. — Cambridge : Cambridge University Press, 2005. — 512 p. — ISBN 0-521-82316-1.
  • Ишханов Б. С. Основы геологии. 17. Ядерная хронология [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.]
  • Короновский Н. В., Якушова А. Ф. Основы геологии. 18.2. Абсолютная геохронология [ 10 березня 2012 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Ura n svince vij metod odin iz metodiv radioizotopnogo datuvannya Zastosovuyetsya do geologichnih ob yektiv sho mistyat uran ta zasnovanij na viznachenni togo yaka jogo chastka vstigla rozpastisya za chas isnuvannya ob yekta tochnishe vid momentu kristalizaciyi mineraliv u nomu Vikoristovuyutsya dva izotopi uranu lancyuzhki rozpadu yakih zakinchuyutsya riznimi izotopami svincyu ce silno pidvishuye nadijnist metodu Cej metod vvazhayetsya zolotim standartom geohronologiyi 1 Zmist 1 Zagalnij opis 2 Minerali sho vikoristovuyutsya 3 Metodika vrahuvannya vtrat svincyu 4 Metodi vimiryuvan 5 Primitki 6 LiteraturaZagalnij opis RedaguvatiDanij metod odin iz najdavnishih ta najretelnishe rozroblenih sposobiv radioizotopnogo datuvannya ta za yakisnogo vikonannya najnadijnishij metod dlya zrazkiv z vikom poryadku soten miljoniv rokiv Za takogo viku mozhe buti dosyagnuta tochnist poryadku 0 1 2 Dozvolyaye viznachiti navit vik zrazkiv lishe trohi molodshih za Zemlyu vnaslidok velikogo periodu napivrozpadu izotopiv uranu yaki vikoristovuyutsya Velika nadijnist i tochnist dosyagayetsya zavdyaki tomu sho vikoristovuyutsya dani po dvom lancyuzhkam rozpadu a takozh zavdyaki deyakim vlastivostyam cirkonu mineralu sho zazvichaj vikoristovuyetsya dlya uran svincevogo datuvannya Vikoristovuyutsya taki peretvorennya izotopiv 238 U 206 Pb z periodom napivrozpadu 4 47 mlrd rokiv ryad radiyu div Radioaktivni ryadi 235 U 207 Pb z periodom napivrozpadu 704 mln rokiv ryad aktiniyu Inodi na dodachu do nih vikoristovuyut rozpad toriyu 232 uran torij svincevij metod 232 Th 208 Pb z periodom napivrozpadu 14 01 mlrd rokiv ryad toriyu Usi ci peretvorennya jdut u bagato stadij ale promizhni nuklidi rozpadayutsya nabagato shvidshe za materinski Pri obchislenni viku vikoristovuyutsya nastupni znachennya konstant rozpadu yaki prijnyati u 1977 r 238U 1 55125 10 10 rik 1 235U 9 8485 10 10 rik 1 232Th 4 9475 10 11 rik 1 Suchasne spivvidnoshennya izotopiv uranu 238U 235U prijmayetsya rivnim 137 88 Periodi napivrozpadu izotopiv uranu viznacheni z duzhe velikoyu tochnistyu bilshoyu nizh napriklad dlya 40 K Ale u vipadku najbilsh tochnih datuvan netochnist periodiv napivrozpadu vihodit na pershe misce sered dzherel pohibki 1 Velikoyu perevagoyu svincevogo metodu v porivnyanni z inshimi geohronometrami ye mozhlivist otrimannya v odnomu zrazku sho mistit uran i torij chotiroh nezalezhnih ocinok viku za izotopnimi vidnoshennyami 206Pb 238U 207Pb 235U i 208Pb 232Th ta 207Pb 206Pb u zv yazku z tim sho izotopi svincyu 207Pb i 206Pb ye produktami himichno identichnih izotopiv uranu z riznimi periodami napivrozpadu Ostannij sposib dozvolyaye viznachati vik mineralu bez vstanovlennya kilkosti uranu svinec svincevij metod Minerali sho vikoristovuyutsya RedaguvatiUran svincevij metod zasnovanij na yavishi rozpadu nuklidiv 238U 235U 232Th i v zv yazku z cim jogo zastosovuyut dlya shirokogo kola prirodnih ob yektiv yaki mistyat uran i torij Takimi ob yektami mozhut buti yak radioaktivni i akcesorni minerali uraninit nasturan torit monacit apatit ortit titanit cirkon baddeleyit tak i porodi karbonatnogo v tomu chisli kalcit i aragonit 3 1 i silikatnogo vid osnovnih do kislih ta luzhnih skladu Inodi vikoristovuyutsya j porodi sho skladayutsya z sumishi riznih mineraliv Najchastishe dlya datuvan uran svincevim metodom vikoristovuyut cirkon Vin maye veliku micnist stijkist do himichnih vpliviv visoku temperaturu zakrittya tobto ne obminyuyetsya rechovinoyu z navkolishnim seredovishem azh do silnogo nagrivannya Takozh vazhlivo sho vin shiroko rozpovsyudzhenij u viverzhenih porodah V jogo kristalichnu gratku legko vbudovuyetsya uran i ne vbudovuyetsya svinec tomu ves svinec u skladi cirkonu zazvichaj mozhna vvazhati radiogennim 4 U razi potrebi kilkist neradiogennogo svincyu mozhna rozrahuvati za kilkistyu svincyu 204 yakij ne utvoryuyetsya pri rozpadi danih izotopiv uranu 5 Metodika vrahuvannya vtrat svincyu Redaguvati nbsp Vignuta liniya konkordiya na nij bilya kruglih tochok poznacheno vidpovidni znachennya viku Kvadratni tochki rezultati vimiryuvan Provedena cherez nih pryama peretinaye konkordiyu v tochci sho pokazuye vik ob yekta tut blizko 2 6 mlrd rokiv Za danimi dlya cirkonu z arhejskih porid Zimbabve 6 Vikoristannya dvoh izotopiv uranu daye mozhlivist viznachiti vik ob yekta navit u razi vtrati yim deyakoyi chastini svincyu Oskilki 235 U rozpadayetsya shvidshe nizh 238 U vidnoshennya 207 Pb 235 U displaystyle text 207 text Pb over text 235 text U nbsp roste shvidshe nizh 206 Pb 238 U displaystyle text 206 text Pb over text 238 text U nbsp Dlya zrazkiv v istoriyi yakih ne bulo vtrati abo privnesennya izotopiv yaki rozglyadayutsya obidva ci spivvidnoshennya rostut z vikom strogo viznachenim chinom Tomu na grafiku uzdovzh osej yakogo vidkladeni ci velichini tochki sho vidpovidayut takim zrazkam mozhut lezhati tilki na odnij pevnij liniyi Cya liniya vidoma yak konkordiya abo kriva uzgodzhenih znachen absolyutnogo viku Po miri starinnya zrazka tochka ruhayetsya uzdovzh neyi Takim chinom kozhnij tochci konkordiyi vidpovidaye pevnij vik zrazka Nulovomu viku vidpovidaye pochatok koordinat 0 0 Yaksho zrazok vtrachaye svinec to vidsotok vtrat odnakovij dlya vsih jogo izotopiv Tomu tochka sho vidpovidaye zrazku zsuvayetsya z konkordiyi u napryamku tochki 0 0 Velichina zsuvu zalezhit vid kilkosti vtrachenogo svincyu Yaksho vzyati z odnogo geologichnogo ob yekta kilka zrazkiv yaki vidriznyayutsya velichinoyu cih vtrat vidpovidni tochki budut lezhati na pryamij yaka peretinaye konkordiyu i vkazuye priblizno na pochatok koordinat Cya pryama vidoma yak diskordiya vona ye izohronoyu tobto vsi yiyi tochki vidpovidayut odnomu viku Verhnya tochka peretinu konkordiyi z ciyeyu pryamoyu i pokazuye vik ob yekta 5 4 Polozhennya drugoyi nizhnoyi tochki peretinu chasto interpretuyetsya yak pokaznik viku podiyi metamorfizmu yaka prizvela do vtrati svincyu Yaksho vona stalasya nedavno diskordiya prohodit tochno cherez pochatok koordinat 7 8 Zgidno z matematichnimi modelyami u miru starinnya zrazka diskordiya povertayetsya za godinnikovoyu strilkoyu navkolo verhnoyi tochki peretinu i takim chinom nizhnya tochka peretinu ruhayetsya v bik bilshogo viku Ale yaksho vtrata svincyu bula ne odnomomentnoyu a roztyagnutoyu na chas porivnyannij z vikom zrazka diskordiya perestaye buti pryamoyu liniyeyu Todi polozhennya tochki peretinu aproksimuyuchoyi yiyi pryamoyi z konkordiyeyu ni pro sho ne govorit Postupova vtrata svincyu neridke yavishe zavdyaki tomu sho vona silno polegshena v miscyah radiacijnogo poshkodzhennya kristaliv Tomu zaraz vvazhayetsya sho nizhnyu tochku peretinu konkordiyi i diskordiyi potribno interpretuvati yak pokaznik viku mozhlivoyi podiyi metamorfizmu tilki todi koli ye yaki nebud oznaki takoyi podiyi 1 Polozhennya verhnoyi tochki peretinu ne zalezhit vid togo odnomomentnoyu chi postupovoyu bula vtrata svincyu cya tochka pokazuye vik ob yekta v oboh vipadkah Metodi vimiryuvan RedaguvatiVimiryuvannya izotopnogo skladu svincyu vikonuyetsya na mas spektrometrah Inodi pri vimirah koncentraciyi izotopiv neobhidne velike prostorove rozdilennya bo stupin poshkodzhennya radiaciyeyu i riznimi zovnishnimi chinnikami mozhe silno vidriznyatisya v mezhah odnogo kristala Todi vikoristovuyetsya mas spektrometriya vtorinnih ioniv za dopomogoyu ionnogo mikrozonda Takozh zastosovuyetsya mas spektrometriya z induktivno zv yazanoyu plazmoyu 1 Primitki Redaguvati a b v g d Dickin A P Radiogenic Isotope Geology 2 ed Cambridge Cambridge University Press 2005 512 p ISBN 0 521 82316 1 Robert Sanders 2004 Uranium lead dating provides most accurate date yet for Earth s largest extinction Arhivovano 22 sichnya 2012 u Wayback Machine UC Berkeley News Pickering R Kramers J D Partridge T Kodolanyi J Pettke T U Pb dating of calcite aragonite layers in speleothems from hominin sites in South Africa by MC ICP MS Quaternary Geochronology 2010 Vol 5 5 P 544 558 a b Andrew Alden Uranium Lead Dating Arhivovano 29 bereznya 2013 u Wayback Machine About com Geology a b Geohronologiya u Velikij radyanskij enciklopediyi ros Vinyu M L R E Hanson M W Martin S A Bowring H A Jelsma and P H G M Dirks 2001 U Pb zircon ages from a craton margin archaean orogenic belt in northern Zimbabwe Journal of African Earth Sciences 32 1 103 114 Bibcode 2001JAfES 32 103V doi 10 1016 S0899 5362 01 90021 1 Titaeva N A Yadernaya geohimiya Uchebnik 2 e izd Moskva Izdatelstvo MGU 2000 S 99 102 ISBN 5 211 02564 4 Krivaya soglasovannyh znachenij absolyutnogo vozrasta konkordiya Arhivovano 22 serpnya 2015 u Archive is Geologicheskij slovar v 2 h tomah M Nedra Pod redakciej K N Paffengolca i dr 1978Literatura RedaguvatiGamilton E I Prikladnaya geohronologiya S glavoj sravnitelnoj geohimii L H Arensa E I Gamilton per A V Sinicyn red L V Komlev L Nedra 1968 256 s Augustinus P C Short S A and Heijnis H 1997 Uranium thorium dating of ferricretes from mid to late pleistocene glacial sediments western Tasmania Australia Journal of Quaternary Science 12 4 295 308 doi 10 1002 SICI 1099 1417 199707 08 12 4 lt 295 AID JQS309 gt 3 0 CO 2 8 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s Titaeva N A Yadernaya geohimiya Uchebnik 2 e izd Moskva Izdatelstvo MGU 2000 S 99 102 ISBN 5 211 02564 4 Dickin A P Radiogenic Isotope Geology 2 ed Cambridge Cambridge University Press 2005 512 p ISBN 0 521 82316 1 Ishhanov B S Osnovy geologii 17 Yadernaya hronologiya Arhivovano 4 bereznya 2016 u Wayback Machine Koronovskij N V Yakushova A F Osnovy geologii 18 2 Absolyutnaya geohronologiya Arhivovano 10 bereznya 2012 u Wayback Machine Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Uran svincevij metod amp oldid 40430419