14.Методы датирования по обычному свинцу

Уран — свинцовый и свинец — свинцовый методы

Эти методы являются основными в решении геохронологических задач, поскольку характеризуются универсальностью (применяются практически для всех видов минералов, не обязательно урановых) и относительной технологичностью и низкой стоимостью анализов.

Изотопный состав свинца в минералах содержащих U и Th может быть выражен в виде

трех уравнений:

Используя допустимые значения первичных изотопных отношений свинца можно решить уравнения1,2,3, относительно t:

Решая аналогичным образом другие уравнения, получаем три независимых датировки.

Эти датировки будут соответствовать возрасту минерала при выполнении следующих условий:

1.Минералы оставались замкнутыми относительно U, Th, Pb и всех промежуточных дочерних продуктов на протяжении всей своей истории.

2.Для первичных изотопных отношений Pb выбраны правильные значения.

3.Константы распада точно известны.

4.Изотопный состав U- нормальный и не был изменен в результате изотопного фракционирования или природной цепной реакции основанной на делении ²³⁵U.

5.Все аналитические результаты правильны и не содержат систематических погрешностей.

Влияние потери свинца может быть уменьшено, если вычислять датировку, основываясь на отношении ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb. Это отношение нечувствительно к недавней потере свинца, так как потерянный свинец имел тот же самый изотопный состав, что и свинец оставшийся в минерале.

Путем комбинации уравнений 1и 2 получаем:

Отношение ²³⁵U/²³⁸U представляет собой константу, равную в настоящее время 1/137,88.

П оэтому датировка по 207-206 может быть вычислена без знания концентрации U в минералах.

(²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb)*– отношение радиогенного ²⁰⁷Pb к радиогенному ²⁰⁶Pb. Мы можем вычислить датировку по 207-206 только на основании изотопного состава свинца в минералах.

Составляется таблица отношений (²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb)* для избранных значений t. Значение возраста находится методом интерполяции для любого значения отношения (²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb)*.

График (конкордия) зависимости отношений концентраций изотопов свинца к концентрациям материнских изотопов урана.

15.U-Pb метод определения возраста по циркону

Для радиоизотопного датирования выбирают породы, подобные гранитам, которые возникли путем кристаллизации жидкости. Такая порода допускает определение возраста, и может оказаться полезной для определения возраста связанной с ней осадочной породы или находящихся в ней окаменелостей. Например, при кристаллизации циркона (ZrSiО4) атомы изотопа урана U238 могут в кристаллической решетке замещать атомы циркония. Далее атомы U238 распадаются, превращаясь в итоге в свинец Pb206. Понятно, что для правильного датирования необходимо знать первоначальное содержание в породе изотопа свинца Pb206. Его можно учесть, допуская, что соотношение концентраций изотопов Pb206 и Pb204 в цирконе и окружающих его породах, не содержащих уран, одинаково. Тогда по избытку изотопа свинца Pb206 в цирконе по отношению к окружающей породе (только этот изотоп свинца получается из урана) можно определить его долю, получившуюся из урана. Далее делается допущение, что не было загрязнения образцов свинцом, например, из грунтовых вод или выхлопа автомобилей, равно как не было и вымывания урана, и по отношению концентраций изотопов Pb206 и U238 определяется возраст кристаллов циркона.