Изохронное датирование: метод определения возраста горных пород и метеоритов.
Isochron dating
Изохронное датирование: точный метод определения возраста горных пород и метеоритов. Не требует предположений о начальном количестве дочернего нуклида.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Метод радиометрического датирования
Technique of radiometric dating
Изохронное датирование – распространенный метод радиометрического датирования, применяемый для определения возраста определенных событий в истории горных пород, таких как кристаллизация, метаморфизм, ударные воздействия и дифференциация исходных расплавов. Изохронное датирование подразделяется на минеральное изохронное датирование и изохронное датирование цельных образцов пород; оба метода часто используются для датирования как земных, так и внеземных пород (метеоритов). Преимущество изохронного датирования перед простыми методами радиометрического датирования заключается в отсутствии необходимости делать предположения о начальном количестве дочернего нуклида в цепочке радиоактивного распада. Фактически, начальное количество дочернего продукта можно определить с помощью изохронного датирования. Этот метод применим, если дочерний элемент имеет хотя бы один стабильный изотоп, отличный от изотопа, в который распадается родительский нуклид.
Isochron dating is a common technique of radiometric dating and is applied to date certain events, such as crystallization, metamorphism, shock events, and differentiation of precursor melts, in the history of rocks. Isochron dating can be further separated into mineral isochron dating and whole rock isochron dating; both techniques are applied frequently to date terrestrial and also extraterrestrial rocks (meteorites). The advantage of isochron dating as compared to simple radiometric dating techniques is that no assumptions are needed about the initial amount of the daughter nuclide in the radioactive decay sequence. Indeed, the initial amount of the daughter product can be determined using isochron dating. This technique can be applied if the daughter element has at least one stable isotope other than the daughter isotope into which the parent nuclide decays.
Основание метода
Все формы изохронного датирования предполагают, что источник породы или пород содержал неизвестные количества как радиогенных, так и нерадиогенных изотопов дочернего элемента, а также некоторое количество родительского нуклида. Таким образом, в момент кристаллизации отношение концентрации радиогенного изотопа дочернего элемента к концентрации нерадиогенного изотопа представляет собой некоторое значение, не зависящее от концентрации родительского нуклида. Со временем часть родительского нуклида распадается в радиогенный изотоп дочернего элемента, увеличивая отношение концентрации радиогенного изотопа к концентрации нерадиогенного изотопа дочернего элемента. Чем выше начальная концентрация родительского нуклида, тем выше будет концентрация радиогенного дочернего изотопа в определенный момент времени. Следовательно, отношение радиогенных к нерадиогенным изотопам дочернего элемента будет увеличиваться со временем, а отношение родительского нуклида к дочернему – уменьшаться. Для пород с изначально низкой концентрацией родительского нуклида отношение радиогенного к нерадиогенному изотопам дочернего элемента будет изменяться не так быстро, как для пород с высокой начальной концентрацией родительского нуклида.
All forms of isochron dating assume that the source of the rock or rocks contained unknown amounts of both radiogenic and non radiogenic isotopes of the daughter element, along with some amount of the parent nuclide. Thus, at the moment of crystallization, the ratio of the concentration of the radiogenic isotope of the daughter element to that of the non radiogenic isotope is some value independent of the concentration of the parent. As time goes on, some amount of the parent decays into the radiogenic isotope of the daughter, increasing the ratio of the concentration of the radiogenic isotope to that of the non radiogenic isotope of the daughter element. The greater the initial concentration of the parent, the greater the concentration of the radiogenic daughter isotope will be at some particular time. Thus, the ratio of the radiogenic to non radiogenic isotopes of the daughter element will become larger with time, while the ratio of parent to daughter will become smaller. For rocks that start out with a small concentration of the parent, the radiogenic/non radiogenic ratio of the daughter element will not change as quickly as it will with rocks that start out with a large concentration of the parent.
Предположения
Изохронная диаграмма покажет достоверный возраст только в том случае, если все образцы когенетичны, то есть имеют одинаковый начальный изотопный состав (то есть, породы происходят из одной единицы, минералы – из одной породы и т.д.), все образцы имели одинаковый начальный изотопный состав в момент времени t0, и система оставалась закрытой.
An isochron diagram will only give a valid age if all samples are cogenetic, which means they have the same initial isotopic composition (that is, the rocks are from the same unit, the minerals are from the same rock, etc. ), all samples have the same initial isotopic composition (at t0), and the system has remained closed.
Применение
Изохронное датирование полезно для определения возраста магматических пород, образовавшихся при охлаждении жидкой магмы. Оно также применимо для установления времени метаморфизма, ударных воздействий (например, вызванных падением астероида) и других событий, в зависимости от поведения конкретных изотопных систем в этих условиях. Этот метод можно использовать для определения возраста зерен в осадочных породах и изучения их происхождения с помощью метода, известного как анализ источника пород.
Isochron dating is useful in the determination of the age of igneous rocks, which have their initial origin in the cooling of liquid magma. It is also useful to determine the time of metamorphism, shock events (such as the consequence of an asteroid impact) and other events depending on the behaviour of the particular isotopic systems under such events. It can be used to determine the age of grains in sedimentary rocks and understand their origin by a method known as a provenance study.