Введение к работе
Актуальность темы. В качестве уран-свинцового геохронометра за последние три десятилетия наибольшее распространение получил циркон, один из наиболее распространенных акцессорных минералов в магматических, метаморфических и осадочных породах. Предпочтение, отдаваемое циркону перед другими минералами, обусловлено относительно высокой физико-химической устойчивостью циркона к воздействию вторичных геохимических процессов. Но и при датировании объектов уран-свинцовым методом по цирконам исследователи чаще всего сталкиваются с дискордантными значениями возрастов, полученных по различным схемам радиоактивного распада двух изотопов урана. Большинство исследователей объясняют потери радиогенных изотопов свинца цирконами с помощью различных моделей диффузии без проведения опытов по выяснению действительных механизмов потерь.
Для уменьшения дискордангности уран-свинцовых возрастов цирконы предварительно подвергаются различным видам обработки, чтобы выделить наименее нарушенные фазы, представяящие собой кристаллические фрагменты зерен цирконов. Эксперименты же по определению параметров диффузии изотопов свинца в цирконах проведены в основном на метамиктных образцах. Более того, исследовались, как правило, один--два образца с привлечением какого-либо одного метода определения параметров диффузии изотопов свинца в цирконах.
Цель и'задачи работы. Изучить механизм миграции радиогенных изотопов свинца в цирконах путем постановки экспериментов по кинетике выделения свинца при отниге образцов в различных режимах нагрева. Использовать при обработке экспериментальных данных различные модели описания процесса миграции свинца в цирконах и сравнить полученные результаты. Построить теоретические зависимости кинетики выделения свинца из цирконов при нагреве образцов и сравнить их с экспериментальными.
Расширить исследование механизма миграции радиогенных изотопов свинца в цирконах путем анализа данных по датированию геологических
объектов уран-свинцовым методом по цирконам.
Использовать полученные из экспериментальных данных значения параметров диффузии изотопов свинца в цирконах для оценки температуры закрытия уран-свинцовой системы цирконов и для оценки длительности вторичных геохимических процессов, приведших к потере радиогенных изотопов свинца цирконами.
Основные защищаемые положения. I. Отсутствует температурная 'зависимость относительного выхода термоиоков свинца РЬ+/РЬ из цирконов в диапазоне температур (125О-1500)С.
-
Процесс миграции радиогенных изотопов свинца в неметашкт-ных цирконах при температурах выше 650С подчиняется законам классической объемной диффузии.
-
Возможна оценка температуры закрытия уран-свинцовоЁ системы неметавдктных цирконов и оценка длительности высокотемпературных метаморфических процессов с использованием параметров диффузии изотопов свинца в неметамиктных цирконах, вычисленных из экспериментальных данных по кинетике выделения свянца из цирконов.
Научная новизна. I. Разработана юмдика динамического отжига образцов в источнике ионов масс-спектрометра для изучения кинетики выделения свинца из цирконов.
-
Экспериментально доказана к теоретически обоснована возможность использования метода тзрмоионной эмиссии для изучения процессов миграции изотопов свинца в цирконах.
-
Проведено комплексное исследование как растертых образцов, так и единичных зерен различного размера из нескольких генераций цирконов с использованием различных режимов отжига.
-
Составлена программа теоретического моделирования на ЭВМ кривых выделения свинца из цирконов при динамическом отжиге образцов с использованием различных механизмов диффузии свинца в цирконе
Практическая значимость. Г. Результаты работы могут быть применены для более точного датированал объектов, в когсрых произошла частичная потеря радиогенных изотопов свинца цирконами в результате наложенных процессов.
2. Методика отжига образцов в источнике ионов масс-спектромет] может быть использована для изучения процессов миграции изотопов xi мических элементов в природных силикатах.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на всесоюзных школах-семинарах "Методы изотопной геологии" (Звенигород, Г987, 1991), а г-якже на заседаниях Ленинградского(198; 2
и Московского (1991) городских изотопных сеіяшаров. По материаяаы диссертации опубликовано 7 работ.
Работа выполнена в лаборатории геохронология и геохимии изотопов ИГТД РАН.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 157 с. машинописного текста, состоит из введения, четырех глав и раздела, содержащего выводы. Она включает 8 таблиц, 33 рисунка и список литературы из ГЗЗ наименований.