| Семестр |
Всього |
Кiлькiсть годин |
Залiк |
Iспит |
|
| Лекцiї |
Лабораторнi |
||||
| IХ |
36 |
36 |
- |
- |
+ |
Склав: доц. П.М. Білоніжка
Класифікація ізотопів. Основні закономірності поширення ізотопів. Радіоактивні ізотопи – основа датування геологічних формацій та вивчення еволюції різноманітних комплексів гірських порід і мінералів. Стабільні ізотопи як критерії пізнання джерел рудних компонентів та фізико-хімічних умов формування геологічних формацій і зв’язаних з ними корисних копалин.
Радіоактивний розпад елементів – основа ядерної геохронології. Природні типи ядерних перетворень. Радіоактивні ряди елементів: урану – радію, актиноурану, торію, нептунію. Основний закон радіоактивного розпаду. Умови, при яких вік мінералів і гірських порід може бути точно визначений радіологічними методами. Основні радіологічні методи визначення геологічного віку мінералів і гірських порід та інших об’єктів Землі.
Основа методу. Вивід чотирьох незалежних рівнянь, за якими визначають вік мінералів. Класифікація мінералів за ступенем радіоактивності. Мінерали, які найчастіше використовуються для датування геологічних формацій. Свинець радіогенний і первинний або звичайний. Метод ізохрон та конкордії, як різновидності уран-торій-свинцевого методу. Графічні побудови ізохрони і конкордії та умови їх застосування.
Визначення віку мінералів за ізотопним складом первинного свинцю. Співвідношення ізотопів первинного свинцю в залізних метеоритах і сучасного свинцю в осадках Тихого океану.
Інформативність свинцево-ізотопних даних при дослідженні давніх метаморфічних порід. Циркон як головний геохронометр. Основні генетичні типи цирконів та їх відмінність. Міграція свинцю в цирконах. Перваги і недоліки уран-торій-свинцевого методу.
Основа методу. Ізотопний склад калію і аргону. Формула, за якою визначається вік гірських порід і мінералів. К-Ar–методом. Методика підготовки проб для аналізу та проведення аналізу. Причини завищення та заниження віку мінералів, визначеного даним методом. Походження надлишкового аргону в мінералах. Аргон успадкований, захоплений із мінералотворного середовища та, можливо, утворення в результаті інших ядерних процесів.Вивчення походження надлишкового аргону шляхом експериментальних досліджень. Причини омолодження віку мінералів, визначеного К-Ar–методом. Прогрів мінералів і новоутворення як головні фактори порушення закритості К-Ar–системи. Вплив енергії активації мінералів на збереження радіогенного аргону при нагріванні.
Сучасні варіанти К-Ar–методом. Визначення віку порід і мінералів поспіввідношенню 40Ar/39Ar. Спосіб штучного утворення 39Ar в мінералах. Застосування К-Ar–методу для визначення віку гідрослюд осадових утворень. Значення цього методу для вивчення генетичних особливостей гідрослюд та палеогеографічних умов осадконагромадження в морських басейнах. Застосування К-Ar–методу для датування віку утворення покладів калійних солей та віку їх постседиментаційних змін. Переваги та недоліки К-Ar–методу.
Основи методу. Ізотопний склад рубідію і стронцію. Формула визначення віку мінералів. Стронцій радіогенний і звичайний. Суть методу ізохрони як різновидності рубідій-стронцієвого методу, та умови його використання. Причини широкого застосування цього методу при геологічних дослідженнях. Переваги рубідій-стронцієвого методу над уран-торій-свинцевим і калій-аргоновим методами.
Основи методу. Ізотопний склад самарію і неодиму. Формула визначення віку мінералів за цим методом. Метод ізохрони та умови його застосування. Рідкісноземельні та інші мінерали, які використовуються для датування геологічних формацій самарій-неодимовим методом. Переваги та недоліки методу.
Основи методу. Характеристика ізотопів ренію і осмію. Формула визначення віку ренійвмісних руд та мінералів. Метод ізохрони. Застосування методу для визначення віку молібденітів та метеоритів. Причини обмеженого застосування реній-осмієвого методу.
Утворення радіоактивних нуклідів 14С, 3Н, 10Ве в іоносфері. Взаємодія їх з елементами атмосфери та випадання з осадками на поверню Землі. Форми знаходження цих нуклідів в літосфері, гідросфері і біосфері. Їх застосування у четвертинній геогогіі, археології, гідрогеології, морській геології тощо.
Іоновий та іоній-протактинієвий методи визначення віку морських і океанічних осадків та щвидкості їх нагромадження. Основні теоретичні положення, на яких базуються ці методи.
Характеристика треків спонтанного поділу ізотопу урану 238 в мінералах і способи їх вивчення. Визначення віку мінералів по співвідношенню щільності природних і штучно одержаних треків. Мінерали, які використовуються для датування геологічних формацій цим методом. Переваги і недоліки методу. Термолюмінесенція, метаміктні зміни мінералів.
Радіологічні дані визначення віку найдавніших гірських порід і мінералів із різних регіонів Землі. Геохронологічна шкала фанерозою, встановлена на основі визначення віку геологічних формацій радіологічними методами.
Фракціювання ізотопів. Ізотопний обмін, кінетичні ефекти. Залежність ізотопного складу елементів від хімічного складу мінералів і їх кристалічної структури. Загальні закономірності геохімії стабільних ізотопів.
Методика підготовки проб води і водовмісних мінералів для масспектрального аналізу. Стандарти. Процеси, які контролюють формування ізотопного складу водню в атмосферних осадках, поверхневих і підземних водах, а також в солеродних басейнах. Основні закономірності розподілу ізотопів водню в природних водах і мінералах. Застосування ізотопів водню в природних об’єктах для вирішення деяких практичних задач.
Методика підготовки проб води і мінералів для масспектрального аналізу. Стандарти. Процеси фракціювання ізотопів кисню. Формула визначення співвідношень ізотопів кисню в природних об’єктах. Варіації ізотопів кисню в природних об’єктах. Застосування ізотопів кисню для вияснення походження руд та визначення температури утворення мінеральних асоціацій. Залежність між ізотопним складом водню і кисню в природних водах.
Методика підготовки проб для аналізу, стандарти. Формула, що виражає співвідношення ізотопів вуглецю в природних об’єктах. Фактори фракціювання ізотопів. Роль біогенного фактора в їх фракціюванні. Варіації ізотопного складу вуглецю в природних об’єктах. Генетичне та пошукове значення стабільних ізотопів вуглецю.
Підготовка проб для аналізу. Формула визначення співвідношень ізотопів сірки в природних об’єктах. Стандарти. Варіації ізотопів сірки в природних об’єктах. Вплив біогеохімічних процесів на фракціювання ізотопів. Застосування ізотопів сірки для визначення температури утворення сульфідних руд. Генетичне значення ізотопів сірки.
Фактори, що впливають на нагромадження стронцію-87 в природних об’єктах. Використання співвідношень ізотопів 87Sr/86Sr в гірських породах для вияснення їх походження.
1. Баранов В.И., Титаева Н.А. Радиогеология /Учеб. Пособие/. Изд-во МГУ, 1973. –242 с.
2. Бережная Н.Г., Кольцова Т.В., Поспелова Л.И., Сонюшкин В.Е. Минералого-геохимические особенности цирконов древнейших пород Алданского щита. – В сб.:Изотопная геохимия и геохронология. Л.:Наука, 1990, с. 64-73.
3. Билонижка П.М., Костин В.А. О происхождении гидрослюд из соленосных отложений Предкарпатского прогиба по данным определения их абсолютного возраста. – В сб.:Геология и геохимия соленосных формаций Украины. Киев:Наукова думка, 1977, с. 53-65.
4. Богомолов Е.С. Миграция свинца в цирконах. – В сб.:Изотопная геохимия и геохронология. Л.:Наука, 1990, с. 64-63.
5. Браунлау А.Х. Геохимия. Пер. с англ. М.:Недра, 1984.
6. Ветштейн В.С. Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР. Л.:Недра, 1982, – 216 с.
7. Вутович А., Гринів С., Білоніжка П. Каїніт та лангбейніт Передкарпаття: Радіометричне датування та умови утворення // Мінерал. зб. 2002. №52. Вип.2. С. 111-118.
8. Галимов Э.М. Геохимия стабильных изотопов углерода. М.:Недра, 1968.
9. Галимов Э.М. Новые рубежи изотопной геохимии. – В сб.:Вестник АН СССР, 1982, №10, с. 71-79.
10. Гриненко В.А., Гриненко Л.Н. Геохимия изотопов серы. М.:Наука, 1974.
11. Кравцов Л.И., Кропотова О.И. Стабильные изотопы в геологии / Учеб. пособие/. Изд-во МГРИ, 1978.
12. Лазаренко Е.К., Мамчур Г.П. Вопросы генезиса серных месторождений в связи с изучением изотопного состава серы и углерода. – Минерал. сб., 1968, №22, вып.3.
13. Морозова И.М., Котов Н.В., Кириллов А.С., Друбецкой Е.Р., Каплунов Л.Д. Избыточный аргон различного генезиса в опытах по гидротермальной обработке минералов. – В сб.:Изотопная геохимия и геохронология. Л.:Наука, 1990, с. 97-108.
14. Овчинникова Г.В., Неймарк Л.А., Гороховский Б.М. Информативность свинцово-изотопных данных при исследовании древних метаморфических пород. Л.:Наука, 1990, с. 7-22.
15. Соботович Э.В. Изотопная космохимия. М.:Атомиздат, 1974, – 207с.
16. Справочник по изотопной геохимии / Э.В. Соботович, Е.Н. Бартницкий, О.В. Цьонь, Л.В. Кононенко. М.:Энергоиздат, 1982, – 241с.
17. Справочник по геохимии / Г.В. Войткевич, А.В. Кокин, А.Е. Мирошников, В.Г. Прохоров. М.:Недра, 1990, – 480 с.
18. Стабильные изотопы и проблемы рудообразования. Сб. статтей. Перев. с англ. М.:Мир, 1977.
19. Тугаринов А.И. Общая геохимия. М.:Атомиздат, 1973, – 288 с.
20. Хефс Й. Геохимия стабильных изотопов. Перев. с англ. М.:Мир, 1973, – 198 с.
21. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика (Учебн.пособие). М.:Наука, 1980, –727 с.
22. Шкала геологического времени /У.Б. Харленд и др./ Перев. с англ., М.:Мир, 1985. – 140 с.
23. Шуколюков Ю.А. Использование изотопных методов в решении проблем гидротермального рудообразования // Геохимия, 1980, №12, с. 1773-1779.
24. Шуколюков и др. 40Ar/39Ar возраст метеорита Ветлуга // Геохимия, 1984.