Geoxronologiya. Nisbiy va mutloq geoxronologiya, geoxronologik usullar

Jadval. 2. - Prekambriya geoxronologik miqyosi

Prekambrian bo'linmalari	Boshlanish, million yillar avval	Muddati, million yil
Proterozoy erasi	yuqori
	(Rifey)	1600	1030
	o'rtacha	1900	300
	pastki	2600	700
Archa		>3500	>900

SSSRda qabul qilingan Prekambrian bo'linmalarining har biri - Arxeya va Proterozoy - Phanerozoyning alohida guruhlarining davomiyligidan sezilarli darajada oshadi. Proterozoy uch qismga bo'linadi - pastki, o'rta va yuqori. So'nggilari geoxronologiyaga riferiya nomi bilan kirgan bo'lib, ko'pchilik geologlar bu guruhga to'g'ri keladigan birlik deb hisoblashadi.
Yer yuzida topilgan eng qadimiy qoyalar taxminan 3500 million yil bo'lib, Arxeyaning boshlanishini belgilaydi. Vaqt oralig'ida 3500 dan 4500 million yilgacha (Yerning taxminiy yoshi) paydo bo'lgan qoyalar ishonchli topilmagan.
Absolyut yoshni aniqlash usullari. Mutlaq yoshni aniqlash uchun asos bo'lgan radioaktiv chirib ketish mahsulotlarining vaqt o'tishi bilan to'planishi formula bilan ifodalanadi:
D = P (e^lt - 1),
bu yerda D – vaqt t o 'tishida paydo bo'lgan radioaktiv bo'lmagan moddaning atomlari soni; P – ayni paytda radioaktiv elementning atomlari soni; e — tabiiy logarifmlar majmui; L — parchalanish doimiysi bo'lib, u radioaktiv element atomlarining dastlabki miqdorga nisbatan vaqt birligiga (yil, kun, daqiqa va h.k.) qancha miqdorda chirib ketishini ko'rsatadi. Ba'zan parchalanish darajasi yarim umr (T) bilan ifodalanadi - har qanday miqdordagi moddalar yarmiga parchalanadigan vaqt. D/P nisbati — mineralning yoshi (t) funksiyasi. So:. Shunday qilib, mineral namunaning (t) yoshini formula bo'yicha hisoblash mumkin: D/P nisbati faqat radioaktiv chirib ketishdan o'zgarsa, ya'ni mineral yopiq sistema bo'lsa, haqiqiy yoshni aniqlash mumkin.
Yoshni aniqlashda qo'llaniladigan radioaktiv chirib ketishning asosiy turlari quyidagicha:
²³⁸U®²⁰⁶Pb + 8⁴He, ²³⁵U®²⁰⁷Pb + 7⁴He, ²³²Th®²⁰⁸Pb + 6⁴He, ®⁴⁰Ar ⁴⁰K + e®Ca + b ⁸⁷Rb®⁸⁷Sr + b, ¹⁸⁷Re®¹⁸⁷Os + b.
Oxirgi chirib ketish mahsulotlariga qarab yadro gazining quyidagi usullari ajralib turadi: qo'rg'oshin, helium, argon, kaliy, stronsiy va osmiy. Ulardan eng ko'p foydalaniladigan qo'rg'oshin, argon va stronsiydir. Qo'rg'oshin usuli minerallar (uraninit, monazit, zirkon, ortite) radiogen qo'rg'oshinni o'rganishga asoslangan. Bu eng ishonchli hisoblanadi, chunki urananotory mineralining yoshi muammosini hal qilish uchta mustaqil tenglama bilan erishiladi:
Pb, siz va Th minerallardagi qo'rg'oshin, uran va toriy izotoplarining tarkibini bildirasiz; l₁, l ₂ va l₃ – izotoplarning chirib ketish konstantalari 238 U, 235 U, ²³²Th.
(1) tenglamani (2) ga bo'lsangiz, tenglamani olasiz
Ushbu tenglama yoshning haqiqiy qiymatlariga eng yaqinini beradi, bu uning geologik hayoti davomida uran va mineralning ehtimoliy yo'qotishlariga kam bog'liqligi bilan bog'liq. Bu yoshni faqat bitta o'lchang'adigan nisbatdan hisoblash imkonini beradi, chunki bu nisbat hozirgi kunda 137,7 bo'lib, deyarli barcha minerallar va toshlarda bir xil. To'rtta tenglamaning barchasi bo'yicha olingan yosh qiymatlarining tasodifiyligi o'rganilgan mineralning yaxshi saqlanishini, olib borilgan tahlillarning to'g'riligini va hisoblangan mutlaq yoshning ishonchliligini ko'rsatadi. Qo'rg'oshinning izotop tarkibi massa spektrometrida o'lchanadi. Biroq, ko'pincha, turli tenglamalar bir xil mineralning yoshi uchun turli qiymatlarni beradi. Bu holda, haqiqatni o'rnatish uchun, ular koordinatalarda sxemani qurishga qo'l urishadi 206 Pb / 238 U: ²⁰⁷Pb / ²³⁵ U (pastga qarang). Uning ustida OA (konkordiya) egri chizig'i rejalashtirilgan, nazariy jihatdan turli yosh uchun hisoblangan, to'g'ri chiziq OB (isochron) bo'lib, unda bir nechta o'rganilgan bir xil yoshdagi minerallar uchun o'lchash natijalari tushadi. Haqiqiy yosh OA egri chizig'ining to'g'ri chiziq OB bilan kesishmasidagi qiymati sanaladi.
Barcha radioaktiv minerallar tarkibida radiogen qo'rg'oshin, umumiy qo'rg'oshinning iflosligi bilan birga, yoshni hisoblashda o'zgartirish kiritish kerak. Buning oldini olish uchun, olingan natijalar asosida izoxron qurish maqsadida bir xil qoyaning bir nechta minerallarida qo'rg'oshin izotop tarkibini o'lchashga asoslangan yoshni aniqlash usuli taklif etildi. Diagramma 207 Pb/²⁰⁴Pb ^{koordinatalarida} chizilgan; ²⁰⁶Pb / ^204Pb. Qo'rg'oshin minerallarining izotop tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlar, agar ular bir xil yoshda bo'lsa, bir to'g'ri chiziq - izochronga tushadi.
Pb ning izotop tarkibi ma'lum bo'lsa, umumiy qo'rg'oshin konlarining yoshini ham hisoblash mumkin. Oddiy qo'rg'oshin to'rtta izotop 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb aralashmasidan iborat bo'lib, shundan ²⁰⁴ Pb radioaktiv chirib ketish bilan bog'liq emas va uning tarkibi an'anaviy ravishda birlik sifatida olinadi. Qolgan izotoplar hosil bo'ladi va asta-sekin uran va toriyning radioaktiv chirib ketishi natijasida hosil bo'ladi va asta-sekin to'planadi, Bundan tashqari, izotopning o'sish darajasi tegishli parchalanish doimiysi bilan belgilanadi. Shuning uchun turli davrlarning qo'rg'oshinlari boshqa izotop tarkibiga ega: ko'proq qadimgi davrlarning qo'rg'oshin tarkibida massalari 206 ga teng bo'lgan izotoplarning kamayishi, 207, 208 va yosh davrlarning yetakchiligida ularning soni 204 Pb ga nisbatan ko'paytiriladi. Ruda qo'rg'onining izotop tarkibidan hisoblangan yosh odatda model yoshi deb ataladi, chunki u faqat Pb nisbati bo'lgan bunday model (tizim) uchun haqiqiydir: U: Th faqat radioaktiv chirib ketish tufayli vaqt o'zgarishi. Aslida, model davrining bir qator zaxiralar uchun haqiqiy yosh bilan tasodiflari ham, yosh geologik shakllanishlarda tez-tez uchraydigan sezilarli tafovutlar ham mavjud.
Argon usuli. Kaliy konlarida argonning radiogen to'planishiga asoslanadi. Kerakli materialni (kaliy konlarini) olish qulayligi va uning nisbatan sodda ishlov berish qulayligi tufayli yanada qulayroq bo'lish juda mashhur. Uning manfiy xususiyati ichki nazoratning yo'qligidir (bir tenglama). Ko'pgina eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, kaliy konlari radiogen argonni nisbatan oson yo'qotadi. Kamroq darajada bu mikaga va feldsparlarga nisbatan ancha ko'proq darajada qo'llaniladi, bu esa ularni yoshni aniqlash uchun yaroqsiz holga keltiradi. Argon usulining muhim ijobiy xususiyati uni mineral glaukonit bo'yicha cho'kindi konlarining yoshini aniqlash uchun ishlatish imkoniyatidir. Yosh (Meso-Cenozoy) va qadimgi yoshdagi o'zgarmas glaukonitlar yoshini aniqlash tajribasi shuni ko'rsatdiki, glaukonit argon va kaliyni vaqtdan qat'i nazar yaxshi saqlaydi. Nisbatan past barqarorligiga qaramay, bu mineral qulaydir, chunki ushbu namunaning yaroqliligiga shubha uyg'otadigan kichik o'zgarishlar bilan ham darhol rang va kimyoviy tarkibning o'zgarishini aniqlaydi.
87 Rb ning radioaktiv chirib ketishi va uning 87 Sr ga aylanishiga asoslangan stronsiy usuli, SSSRda hali keng tarqalmagan. Sababi shundaki, rubidiy tarkibida umumiy tarkibi yuqori bo'lgan hududlarda ikkinchisini minerallarga ularning paydo bo'lish davridan ancha kechroq kiritish mumkin. Buning natijasida ushbu minerallarning yoshini aniqlashda "yangilanish" yo'nalishidagi kuchli tebranishlar mumkin. Aksincha, kuchli gidroksidi metasomatoz bilan og'rigan sohalarda rubidiy minerallardan oson chiqariladi va keyin 87 Sr / 87 Rb ning yosh qiymati juda haddan tashqari ko'tariladi. Odatda, 87 Sr/87 Rb yoshini o'lchaganda uni tarkib topgan minerallar granitdan ajratib olinadi va 87 Sr/⁸⁶ Sr va ⁸⁷Rb/8₆ Sr ularning har birida aniqlanadi. ⁸⁷ Sr/⁸⁶ Sr: 87 Rb/8 ₆ Sr Alohida granit konlarining analizlari ma'lumotlari bir to'g'ri chiziqda joylashgan - isochron, o'ng yuqoriga cho'zilgan. abssissa o'qi bilan isochronning moyillik burchagining tangenti 87 Sr/⁸⁷ Rb qiymati bo'lib, bu qoyaning yoshini belgilaydi. 60 ming yil ichida geologik ob'ektlarning yoshini taxmin qilish uchun radiokarbon usuli katta ahamiyatga ega bo'ldi, ko'p miqdorda azot tufayli kosmik nurlar ta'siri ostida Yer atmosferasida yadro reaksiyasi mavjudligiga asoslanadi 14 N + n = 14 C + P; biroq, 14 C radioaktiv va 5700 yildan ortiq yarim umriga ega.
XULOSA
Bir necha avlod geologlarining mehnati natijasida er qobig'i qatlamlari to'planishining umumiy ketma-ketligi o'rnatildi, bu stratigrafik shkala deb nomlandi. Uning yuqori qismi (fanerozoy) paleontologik usulda juda ehtiyotkorlik bilan tuzilgan. Tog' jinslarining katta qalinligiga to'g'ri keladigan shkalaning pastki segmenti (prekembriy) uchun paleontologik usul yomon saqlanishi yoki qazilma qoldiqlari yo'qligi sababli cheklangan qo'llaniladi. Natijada, stratigrafik shkalaning pastki - prekembriy qismi kamroq batafsilroq. Togʻ jinslarining metamorfizm darajasi va boshqa belgilariga koʻra prekembriy arxey (yoki arxeozoy) va proterozoyga boʻlinadi. Yuqori - fanerozoy - masshtabning bir qismi uch guruhga (yoki eratemalarga) bo'linadi: paleozoy, mezozoy va kaynozoy. Har bir guruh tizimlarga bo'lingan. Har bir tizim 2-3 bo'limga bo'linadi; ikkinchisi, o'z navbatida, ularga bo'ysunuvchi pog'onalar va zonalarga bo'linadi. Barcha qit'alarda ikkala tizimni ham, ko'plab bosqichlarni ham kuzatish mumkin, ammo zonalarning aksariyati faqat mahalliy ahamiyatga ega. Masshtabning bir necha guruhlarni birlashtirgan eng katta boʻlinmasi eonotemadir (masalan, paleozoy, mezozoy va kaynozoy guruhlari fanerozoy eonotemasiga yoki fanerozoyga birlashtirilgan). Stratigrafik shkala tegishli geoxronologik shkalani yaratish uchun asos bo'lib, u ma'lum tog' jinslari qatlamlari hosil bo'lgan vaqt oraliqlarining ketma-ketligini aks ettiradi. Stratigrafik masshtabning har bir bo‘linmasi geoxronologik masshtabning ma’lum bo‘linmalariga mos keladi.
Atmosferada ushbu izotopning sintezi va parchalanishi o'rtasida muvozanat o'rnatildi, natijada ¹⁴ ta tarkibi C doimiy havoda. O'simlik va hayvonlar umri davomida atmosfera bilan har doim karbonat almashinadi. Shuning uchun ulardagi 14 C ning konsentratsiyasi doimiy darajada saqlanadi. O'lik organizmlarda atmosfera bilan almashinish to'xtaydi va ulardagi 14 C konsentratsiyasi radioaktiv chirib ketish qonuniga ko'ra tusha boshlaydi. 14 ta tarkibini o'lchash Juda sezgir radiometrik uskunalar yordamida organik qoldiqlarning yoshini aniqlash mumkin. Masalan, taimyrdagi mamontning suyak va terisidan uning dafn etish yoshi (11 ming yil) joriy qilingan.