Датиране по метода на следите на делене

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето

Методът на следите на делене (на английски: fission-track method) е добре доказан и широко използван метод за радиоактивно датиране на геоложки и археоложки събития и артефакти. За тази цел се използват минерали, съдържащи уран – най-често това са циркон и апатит, както и вулканично стъкло. Методът се базира на спонтанния радиоактивен разпад на ядрото на изотопа на урана 238U. Основната разлика с другите методи на радиоактивно датиране е, че се тук се измерва не концентрацията на този изотоп, а оставените следи от продуктите, излъчени при разпада. Те причиняват линейни дефекти в кристалната решетка на минерала, наречени следи от спонтанното делене (на английски: spontaneous fission tracks). Акумулираните с времето следи могат да се наблюдават с обикновен петрографски микроскоп след полиране и ецване на кристалната повърхност. Тъй като броят на следите на делене зависи от температурата, методът се използва за проследяване на температурната еволюция на скали и минерали от горната част на земната кора (2 – 8 км).

Следите се задържат в кристалната решетка при определени условия, но могат да изчезнат при нагряване. Не съществува рязка температурна граница, под която продуктите на деленето, а следователно и следите на делене, се запазват. Вместо това съществува преходна температурна зона, наречена зона на непълно закаляване (partial annealing zone – PAZ), в която следите са термодинамично нестабилни. Ефективната температурна граница на затваряне (closure temperature) лежи някъде в тази зона и зависи от скоростта на изстиване и от кинетичните свойства на дадения минерал. Зоната на непълно закаляване за стандартен апатит (например – Durango apatite; 0.43wt% хлор) е между 60 °C и 110 °C [1] [2]. Например в апатит са наблюдавани непрекъснато формиращи се следи в кристалната решетка с първоначална дължина средно 16.3 микрона [3]. Вследствие на продължително (105 – 106 години) подгряване при температури над 60 °C, следите започват да се скъсяват (търпят закаляване), като степента на скъсяване зависи от температурата и времето. Това може да се използва за възстановяване на температурно-времевата еволюция на изследвания образец чрез математическо моделиране на динамиката на дължините на следите [4] [5]. Този принцип е приложим и при анализирането на цирконови минерали, въпреки че кинетиката на закаляването на следите в цирконовата кристална решетка не е толкова добре изучена. Досега са публикувани широк набор от стойности за температурните граници на цирконовата зона на непълно закаляване. Най-новите изследвания, базирани на лабораторни експерименти, които са екстраполирани върху геоложки периоди от време (106 години) и комбинирани с резултатите от изследванията на дълбоки сондажи, дават широки граници на цирконовата зона на непълно закаляване – между 200 °C и 320 °C [6] [7] [8] [9] [10] [11][12].

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Бележки[редактиране | редактиране на кода]

  1. Green, P.F. and Duddy, I.R. 1989. Some comments on paleotemperature estimation from apatite fission track analysis. J. of Petrol. Geol., 12, 111 – 114.
  2. Corrigan, J.D. 1993. Apatite fission-track analysis of Oligocene strata in South Texas, U.S.A.; testing annealing models, Chemical Geology, 104, 227 – 249
  3. Gleadow, A.J.W., Duddy, I.R., Green, P.F. and Lovering, J.F. (1986). Confined fission track lengths in apatite: a diagnostic tool for thermal history analysis. Contributions to Mineralogy and Petrology, 94, 405 – 415
  4. Gallagher, K. 1994. Genetic algorithms: A powerful new method for modelling fission-track data and thermal histories. In: Lanphere, M.A., Dalrymple, G.B., Turrin, B.D. (eds.), Proceedings International Conference of Geochronology, Cosmochronology and Isotope Geology. US Geological Survey.
  5. Ketcham, R.A., Donelick, R.A. and Donelick, M.B. 2000. AFTSolve: A program for multi-kinetic modeling of apatite fission-track data. Geol. Mater. Res., 2, 1 – 32.
  6. Tagami, T. 2005. Zircon Fission-Track Thermochronology and Applications to Fault Studies. Rev Min Geochemistry, 58(1), 95 – 122
  7. Zaun, P.E. and Wagner, G.A. 1985 Fission-track stability in zircons under geological conditions. Nuclear Tracks, 10, 303 – 307.
  8. Coyle, D.A. and Wagner, G.A. 1998. Positioning the titanite fission-track partial annealing zone. Chem Geol., 149, 117 – 125.
  9. Green, P.F., Hegarty, K.A., Duddy, I.R., Foland, S.S. and Gorbachev, V. 1996. Geological constraints on fission track annealing in zircon. Abstract International Workshop on Fission Track Dating, Gent 1996, Gent, p44.
  10. Tagami, T., Carter, A. and Hurford, A.J. 1996. Natural long-term annealing of the zircon fission-track system in Vienna Basin deep borehole samples: constraints upon the partial annealing zone and closure temperature. Chem Geol, 130, 147 – 157.
  11. Hasebe, N., Mori, S., Tagami, T. and Matsui, R. 2003. Geological partial annealing zone of zircon fission-track system: additional constraints from the deep drilling MITI-Nishikubiki and MITI-Mishima. Chem Geol, 199, 45 – 52.
  12. Chemical Geology, Volume 199, Issues 1 – 2, 30 август 2003, Pages 45 – 52

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]