Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » К методу построения U-Pb «конкордий»

К методу построения U-Pb «конкордий»

16.11.2017

Изотопы урана-235 и -238 превращаются соответственно в свинец-207 и -208 с разными скоростями: 235U с большей, a 238U с меньшей. Несмотря на это, в равновесной системе значения возрастов
совпадают между собой, являются конкордантными (фиг. 5).

Возьмем систему координат
Геометрическое место точек совпадающих значений возрастов т235 и т238 называется кривой «конкордия». Ее уравнения с параметром т будут
Конкордия не является линией, а изогнута в сторону координаты X, так как Л235 > Л238.

Модель мгновенного эпизодического метаморфического события.
Возьмем теперь геологически древний минерал, дающий совпадающие значения возрастов, представленных на конкордии точкой А. Будем извлекать из этого минерала лабораторными средствами (т. е. геологически мгновенно) свинец, оставляя в нем, однако, уран. Если изотопы свинца будут извлекаться пропорционально (конгруэнтно), или, что то же самое, если свинец будет вести себя как единое целое, то представляющая точка на графике (фиг. 6) будет перемещаться по прямой 0А, занимая последовательно положения А', А'', А''', и при полном извлечении свинца совпадает с точкой 0. Таким образом, при нашем мысленном эксперименте, который Везериллом назван, в порядке гипотезы, «эпизодическим метаморфическим событием», представляющие точки отклоняются от кривой конкордии и перейдут на прямую линию 0A.

Мы рассмотрели эксперимент, произведенный сегодня. Если он произведен в геологически древний момент времени и если в течение этого времени больше не произошло никаких вмешательств в радиоактивное равновесие, то изотопные отношения изменятся по отрезку конкордии 00' (фиг. 7). Начало координат переместится из 0 в 0'. Вообще 0' будет скользить во времени по конкордии вниз (пунктирная линия).

Таким образом, точка А всегда будет представлять возраст исходной пробы, не подвергавшейся метаморфическому воздействию, а точка 0 — момент воздействия.

Такова модель метаморфического события. Замечательно, что фактически в природе в совершенно различных регионах, при совершенно отличных процессах, происходивших в разное время, встречаются серии минералов с дискордантными возрастами, но располагающиеся на прямой линии. Таким образом, кривая конкордия не зависит от частного применения и может быть отпечатана на бланке. На этот бланк наносятся, определения. Если они не расходятся, они укладываются на коyкордию. Если они располагаются, как это чаще всего бывает, на прямой, секущей конкордию, то через эти точки проводится секущая и находятся точки 0 и А (истинного возраста).
Здесь необходимо оговорить разницу между прямым и обратным суждением. Следствие из описанного эксперимента выводится нами путем прямого суждения однозначно. Однако, восстанавливая историю, нельзя утверждать, что в геологическом прошлом имело место именно данное эпизодическое метаморфическое событие. Их может быть множество. Единственно достоверным является лишь то, что изотопы свинца не фракционируются. Действительно, применяя конкордию к древним щитам, исследователи в большом числе случаев восстанавливали истинный возраст, изображаемый точкой А, но часто наталкивались на трудности при интерпретации точки 0 — момента «метаморфического удара». Иногда нельзя было распознать геологические и петрологические следы, свидетельствовавшие о воздействии в прошлом мгновенных наложенных процессов, приводящих к значительной мобилизации свинца, в тектонически спокойных областях. Поэтому Вассербургом и Везериллом была предложена альтернативная модель, приводящая к тем же следствиям.

Модель непрерывной диффузии свинца. Предположим, что с момента становления породы наряду с радиоактивным накоплением происходила диффузия дочернего свинца, согласно уравнениям
причем D206=D207, т. е. миграционные свойства свинца-206 и -207 не отличались между собой, но имел место рост коэффициента диффузии D во времени, обусловленный увеличением числа дефектов во вмещающих структурах. Тогда процесс описывается пунктирной кривой (фиг. 8). Эта кривая исходит из начала координат 0' и затем, не пересекаясь с конкордией в точке 0, подходит чрезвычайно близко (практически неотличимо) к секущей 0A и пересекает конкордию в точке А.

Следовательно, если действительно происходила непрерывная диффузия свинца, то представляющие точки снова (практически) расположатся на прямой, момент становления снова будет описываться точкой А, но необходимость интерпретации точки 0 отпадает. В последнее время этот вариант конкордии применяется многими исследователями.