Свинец-206 свинец-207 свинец-208

уран-238 ' уран-235 ' торий-232'

Объяснить расхождение возрастной датировки бывает иногда трудно еще и потому, что изотопный состав свинца, привнесенного в породу, может оказаться различным. Что же касается потери свинца минералами, то здесь недоста­точно ясны не только причины, но и сам ход химических процессов, которые могут протекать совершенно по-разному в зависимости от геологических условий и от того, насколько давно затронули породу геохимические изменения.

Пожалуй, наиболее просто установить возраст интрузив­ных пород. Они образовались в результате кристаллизации магматического расплава, и все их минералы родились, грубо говоря, одновременно. Если эти породы не претерпели за время своего существования каких-либо серьезных изменений (а выявить это, в общем, возможно), возраст их, опреде­ленный различными методами, будет приблизительно оди­наков.

Но достаточно даже незначительных тепловых воздей­ствий, проникновения магматических растворов или хими­ческого замещения в составе породы, как положение резко ухудшается. Аргон покидает кристаллическую решетку слюд и других содержащих калий минералов, меняется соотноше­ние радиоактивных изотопов в акцессорных минералах. В ре­зультате породы целых районов оказываются значительно омоложенными по сравнению с их истинным возрастом.

Еще сложнее обстоит дело с породами, измененными нагревом и проникающими растворами. Здесь могут иметь место и привнос новых элементов, и уменьшение количества старых, и миграция составных частей породы. В подобных случаях радиологи пытаются определять возраст разных ком­понентов породы разными методами: акцессорных минера­лов — свинцово-изотопным, первичных амфиболов — аргоно­вым, реликтовых слюд — стронциевым. И хотя иногда резуль­таты этих анализов расходятся, нередко все-таки удается прийти к более или менее определенному заключению.

Калий-аргоновый метод применим для датирования магма­тических, метаморфических, а в некоторых случаях и осадоч­ных пород. Но поскольку этим методом возраст может опре­деляться по результатам анализа только какого-либо одного минерала, использовать его для анализа валовых проб по­роды нельзя. Оценка абсолютного возраста может считаться заслуживающей доверия лишь при условии, что радиоло­гические наблюдения по нескольким минералам совпадают. Поэтому чтобы получить надежные выводы, стараются, на­пример, продублировать определения, сделанные по слюде, — результатами по калиевому шпату или амфиболу, а данные по амфиболу в свою очередь подтвердить анализами пиро­ксена или плагиоклаза. Если же это невозможно (а такое случается, когда исследованию подлежат так называемые мономинеральные породы, например амфиболиты), надо про­контролировать полученные результаты другими радиологи­ческими методами.

Но при всех условиях необходимо, чтобы анализируемая порода на протяжении своего существования не испытала ни потерь аргона или калия, ни обогащения этими элементами. Для докембрийских образований вероятность сохранения по­род в первозданном состоянии ничтожно мала. Поэтому для древнейших отложений калий-аргоновый метод может применяться лишь в рекогносцировочных целях. Зато при датировании фанерозойских пород им можно пользоваться со значительной уверенностью.

Огромным преимуществом этого метода является его вы­сокая производительность. Многие десятки тысяч анализов, характеризующих соотношение калия и аргона в горных породах, позволяют не только устанавливать возрастную принадлежность отдельных точек геологического разреза, но и создавать модели развития палеотектонических обста-новок, магматизма и рудообразования.

Рубидий-стронциевый метод обычно используется для ана­лиза валовых проб магматических и метаморфических по­род. Возраст осадочных отложений этим методом не уста­навливается. Как и при калий-аргоновом методе, надеж­ность полученных результатов существенно зависит от того, в какой мере сохранила порода изначально присущее ей содержание рубидия и стронция. Но поскольку способность к миграциям у стронция значительно слабее, чем у аргона, этот метод может применяться при изучении не только фа­нерозойских, но и докембрийских образований.

Свинцово-изотопный метод наиболее пригоден для опре­деления возраста пород, претерпевших длительные (и даже неоднократные) преобразования. Поэтому он особенно удо­бен при изучении докембрийских пород. С помощью именно этого метода был установлен архейский возраст метаморфи­ческих пород Станового хребта (более 3 млрд. лет) и Омолонского массива (3,4 млрд. лет), железистых кварцитов Чарского месторождения в регионе Байкало-Амурской ма­гистрали (2,65 млрд. лет), гнейсов Енисейского кряжа (4,1 млрд. лет) и многих других древнейших образований.

Возможность представить надежное свидетельство досто­верности определений сделала свинцово-изотопный метод од­ним из самых авторитетных в геохронологии. Неоднократно доводилось этому методу играть роль своеобразного арбитра при решении научных споров о возрасте древних отложе­ний. В качестве примера можно привести известный слу­чай, когда свинцово-изотопным методом было установлено время формирования гнейсов Камчатского массива — 1300 млн. лет назад. Возраст этих пород по определениям калий-аргоновым методом считался равным 100 — 150 млн. лет, а по данным рубидий-стронциевого анализа — 487 млн. лет.

Но на пути широкого применения свинцового метода стоят три препятствия: сложность, трудоемкость и, что едва ли не самое главное, длительность подготовки материала к анализу. Удастся ли найти такие способы, которые помогли бы преодолеть эти объективные трудности?

Исходным материалом для определения геологического возраста служат многие минералы и горные породы из мно­гих регионов земного шара. Но можно ли считать равно­ценными все полученные результаты? Среди радиологов нет единого мнения о том, какой минерал может наилучшим образом указать возраст земных слоев, сформировавшихся в той или иной обстановке.

Каждый геохронологический метод имеет свои ограни­чения. Сформулированы ли они полностью? Пока нет. Не­смотря на значительные успехи, абсолютная геохронология все еще находится в стадии становления.

Получить истинные значения возраста можно лишь при условии, если экспериментально установленное отношение элементов не нарушалось в течение всего существования горной породы. Так бывает очень редко. Однако путем сов­местного применения различных геохронологических мето­дов удается в значительной степени приблизиться к истин­ной датировке древних отложений.

Даже в тех случаях, когда аналитическое исследование бессильно указать время возникновения пород, оно позво­ляет установить возраст преобразований, под действием кото­рых породы обрели свой нынешний облик. Выявить общие закономерности геохимического поведения элементов, кото­рые могут служить индикаторами возраста, и объяснить причины, вызывающие «возрастные аномалии», — важней­шая задача геохронологии. Задача эта сложная, и решена она пока далеко не в полной мере. Но уже сделаны первые шаги к ее решению.

Дата добавления: 2015-09-06