Файл: Баранов, В. И. Радиогеология учебник.pdf

измеримой с определениями, сделанными другими методами. Кро­

ченной при исследовании современных выпадений продуктов ис­ кусственных ядерных реакций. Такими методами было доказано постоянство скорости образования 1 0 Ве в атмосфере, а следова­ тельно, и интенсивности космического излучения за последние 10 млн. лет.

Метод весьма перспективен и охватывает существенный воз­ растной интервал между нижним пределом аргонового и верхним пределом иониевого методов.

Пока метод не получил широкого распространения в связи с большими аналитическими трудностями по выделению и опреде­ лению столь низких концентраций 1 0 Ве.

178

к нарушениям в кристаллической структуре минерала. Вдоль пути движения осколка образуется проплавленная зона в виде канала диаметром около 50—100 А и длиной от 5 до 20 мк — трек. Первич­ ный трек окружен зоной с нарушенной кристаллической решеткой. Нарушения возникают при смещении атомов с их позиций в ре­ шетке, образовании различных дефектов (внедренные атомы, ва­ кансии). Дефекты приводят к деформации решетки, а в конечном итоге — к полному ее разрушению.

Первичные треки можно наблюдать лишь в электронный микроскоп. Для того чтобы треки были видны в оптический микро­ скоп, минерал подвергают травлению. Состав реагента и время травления подбирают так, чтобы растворились лишь нарушенные зоны вокруг первичных треков, без растворения остальной части минерала. При нагревании минерала треки залечиваются или, как говорят, происходит их отжиг. Треки спонтанного деления урана начали использовать сравнительно недавно прежде всего для опре­ деления возраста последнего термального метаморфизма, а также для решения некоторых других геохимических задач.

Геологический возраст рассчитывают по следующей формуле:

Треки спонтанного деления хорошо отличаются от других дефектов кристалла неядерного происхождения. Они имеют прямо­ линейную форму, ограниченную длину, беспорядочно ориентиро­ ваны в минерале, подвержены отжигу.

Концентрацию урана удобно определять активационным мето­

400 млн. лет, по монацитам — не древнее 300 млн. лет, а по апати­ там и гранатам — 100—200 млн. лет. В более древних минералах радиационные повреждения могут исчезать за счет сла.бого мета­ морфизма и наложенных процессов, не проявившихся минерало­ гически.

Положительной стороной метода является его сравнительная простота и возможность анализировать очень малые количества минерала (доли миллиграммов). Нижний предел метода зависит от используемого материала. Лучшие результаты получены на кислых природных стеклах. Например, по обсидианам удается определять возраст от десятков тысяч до десятков миллионов лет.

180

Отжиг треков в ходе геологической истории минерала хотя и ограничивает возрастной предел, но зато дает возможность восста­ новить термическую историю минерала. Хорошее сочетание дают метод треков и аргоновый метод. Например, определение возраста слюд из пегматитов Северной Карелии по трекам спонтанного де­ ления показало цифру около 700 млн. лет, а по калий-аргоновому

произошел прогрев пород, уничтоживший ранее возникшие треки. Температура прогрева была не выше 900°К, иначе бы не сохранил­ ся аргон, и не ниже 400°К, иначе сохранились бы треки.

Треки спонтанного деления используются также для определе­ ния формы нахождения и концентрации урана в минералах, на­ правления его миграции. Определение концентрации осуществляют по трекам индуцированного деления методом, описанным выше. Распределение урана по минералам можно получить как по трекам

цию урана, происшедшую в сравнительно недавнее время, и позво­ ляет наметить характер и направление миграционных процессов.

Форма поперечных сечений треков обусловлена структурными особенностями минерала и позволяет идентифицировать структур­ ные разновидности в пределах отдельных мелких кристаллов.

одной из основных причин термолгоминесценции является излуче­ ние рассеянных радиоактивных элементов. Ионизирующее излуче­ ние освобождает электроны из ионов, образующих кристалличе­ скую решетку минералов. Эти электроны затем улавливаются дефектами решетки и остаются там до тех пор, пока сообщенная им извне тепловая энергия не освободит их и не вернет в исходное состояние. Этот переход сопровождается излучением света в види­ мой, а иногда в ультрафиолетовой области спектра. Повторное прогревание уже не вызывает люминесценции.

Наиболее вероятной причиной возбуждения люминесценции являются а-частицы и ядра отдачи, образующиеся при распаде радиоактивных ядер. Помимо ионизации эти частицы могут вызы­ вать перемещение атомов в кристаллической решетке. Хотя на раз­

181