Геохронологическая шкала реферат по геологии

метки: Геохронологический, Минерал, Геология, Стратиграфический, Возраст, Таблица, Земля, Истинный

Геохронология, Геохронология, Относительная Геохронология

метаморфизма горных пород

Подразделения стратиграфической шкалы, выделенные с помощью палеонтологического метода, и соответствующие им подразделения геологического времени, объединённые в единой геохронологической шкале, были утверждены в 1881 на 2-м Международном геологическом конгрессе в Болонье и с тех пор являются общепринятыми во всём мире. В дальнейшем, благодаря совершенствованию методов палеонтологические исследования и накоплению новых данных, в первоначальную схему геохронологии Земли вносятся некоторые изменения и уточнения.

Абсолютная Геохронология, Геохронология, Геохронология

Табл. 1. — Геохронологическая шкала фанерозоя

Группа (эра)	Система (период)	Начало, млн. лет назад	Продолжи- тельность, млн. лет
Кайнозойская (продолжительность 67 млн. лет)	Антропогеновая (четвертичная)	1,5*	1,5*
	Неогеновая	25	23,5
	Палеогеновая	67	42
Мезозойская (продолжительность 163 млн. лет)	Меловая	137	70
	Юрская<	195	58
	Триасовая	230	35
Палеозойская (продолжительность 340 млн. лет)	Пермская	285	55
	Каменноугольная	350	75-65
	Девонская	410	60
	Силурийская	440	30
	Ордовикская	500	60
	Кембрийская	570	70

*По разным данным, от 600 тыс. до 3,5 млн. лет.

Геохронологическая шкала докембрия (см. табл. 2) из-за отсутствия остатков скелетной фауны построена главным образом по данным многократных определении абсолютного возраста магматических пород на различных материках, что позволило установить одновременность крупных тектономагматических циклов, лежащих в основе деления докембрия.

Табл. 2. — Геохронологическая шкала докембрия

Геохронология

Наиболее древние породы, найденные на Земле, имеют возраст около 3500 млн. лет и знаменуют собой начало архея. Пород, возникших в интервале времени от 3500 до 4500 млн. лет (предполагаемый возраст Земли), с достоверностью не обнаружено.

Методы определения абсолютного возраста.

Отсюда возраст образца минерала ( t ) может быть вычислен по формуле:

D/ P

Основные типы радиоактивного распада, используемые для определения возраста,

²³⁸ U ®²⁰⁶ Pb + 8⁴ He ,

²³⁵ U ®²⁰⁷ Pb + 7⁴ He ,

²³² Th ®²⁰⁸ Pb + 6⁴ He ,

® ⁴⁰ Ar

⁴⁰ K + e®Ca + b

⁸⁷ Rb ®⁸⁷ Sr + b,

¹⁸⁷ Re ®¹⁸⁷ Os + b.

В зависимости от конечных продуктов распада выделяют следующие методы ядерной Г: свинцовый, гелиевый, аргоновый , кальциевый, стронциевый и осмиевый. Наиболее широкое применение из них получили свинцовый, аргоновый и

Свинцовый метод основан на исследованиях радиогенного свинца в минералах (уранините, монаците, цирконе, ортите).

Он является наиболее достоверным, поскольку решение задачи о возрасте урано-ториевого минерала достигается по трем независимым уравнениям:

Pb , U и Th обозначают содержание в минералах изотопов свинца, урана и тория; l ₁ , l ₂ и l ₃ — константы распада изотопов²³⁸ U , ²³⁵ U , ²³² Th .

Если разделить уравнение (1) на (2), то получится уравнение

Это уравнение даёт наиболее близкие к истинным значения возраста, что связано с малой его зависимостью от возможных потерь урана и свинца минералом на протяжении его геологической жизни. Оно позволяет вычислить возраст только по одному измеренному отношению , поскольку в настоящее время отношение равно 137,7 и практически во всех минералах и горных породах одинаково. Совпадение значений возраста, полученных по всем четырём уравнениям, свидетельствует о хорошей сохранности исследованного минерала, правильности проведённых анализов и достоверности вычисленного абсолютного возраста. Измерение изотопного состава свинца производится на масс-спектрометре.

Однако чаще различные уравнения дают разные значения возраста одного и того же минерала. В этом случае для установления истины прибегают к построению диаграммы в координатах ²⁰⁶ Pb /²³⁸ U : ²⁰⁷ Pb /²³⁵ U (см. ниже).

На неё наносят кривую OA (конкордия), вычисленную теоретически для разных возрастов, и прямую OB (изохрона), на которую ложатся результаты измерений для нескольких исследованных одновозрастных минералов. Истинным возрастом считается значение на пересечении кривой OA с прямой OB .

Поскольку все радиоактивные минералы содержат наряду с радиогенным свинцом примесь свинца обыкновенного, при вычислении возраста приходится вносить поправку. Для того, чтобы избежать этого, был предложен метод определения возраста, основанный на измерении изотопного состава свинца в нескольких минералах одной и той же породы с целью построения по полученным результатам изохроны. Диаграмма строится в координатах ²⁰⁷ Pb /²⁰⁴ Pb ; ²⁰⁶ Pb /^204Pb . Данные изотопного состава свинца минералов, если они одновозрастны, ложатся на одну прямую — изохрону. Тангенс угла наклона этой прямой к оси абсцисс является отношением ²⁰⁷ Pb /²⁰⁶ Pb , по которому согласно формуле определяется возраст породы.

Может быть вычислен также возраст обычных свинцовых минералов, если известен изотопный состав Pb . Обычныйсвинец состоит из смеси четырёх изотопов ²⁰⁴ Pb , ²⁰⁶ Pb , ²⁰⁷ Pb , ²⁰⁸ Pb , из которых ²⁰⁴ Pb не связан с радиоактивным распадом и его содержание условно принимается за единицу. Остальные изотопы порождаются и постепенно накапливаются в результате радиоактивного распада урана и тория, причём темп прироста того или иного изотопа определяется соответствующей константой распада. Поэтому свинец разных эпох имеет различный изотопный состав:свинец более древних эпох содержит пониженное количество изотопов с массами 206, 207, 208, а в свинце более молодых эпох количество их увеличено относительно ²⁰⁴ Pb . Возраст, вычисленный по изотопному составу рудногосвинца, принято называть модельным возрастом, поскольку он справедлив лишь для такой модели (системы), в которой отношение Pb : U : Th изменяется во времени только вследствие радиоактивного распада. В действительности имеют место как совпадения модельного возраста с истинным для ряда месторождений, так и существенные расхождения, которые становятся более частыми в молодых геологических формациях.

глаукониту

Стронциевый метод, основанный на радиоактивном распаде ⁸⁷ Rb и превращении его в ⁸⁷ Sr , в СССР не приобрёл пока большого распространения. Причина заключается в том, что в районах с высоким общим содержанием рубидия последний может быть привнесён в минералы значительно позже времени их образования, в результате чего при определении возраста этих минералов возможны сильные искажения в сторону «омоложения»; наоборот, в районах с интенсивным щелочным метасоматозом рубидий легко выносится из минералов и тогда значение возраста по ⁸⁷ Sr /⁸⁷ Rb становится сильно преувеличенным. Обычно при измерении возраста по ⁸⁷ Sr /⁸⁷ Rb из гранита выделяют составляющие его минералы и в каждом из них определяют ⁸⁷ Sr /⁸⁶ Sr и ⁸⁷ Rb /8₆ Sr . На диаграмме в координатах ⁸⁷ Sr /⁸⁶ Sr : ⁸⁷ Rb /8₆ Sr данные анализов отдельных минералов гранита располагаются на одной прямой — изохроне, вытянутой вправо вверх. Тангенс угла наклона изохроны с осью абсцисс представляет собой величину ⁸⁷ Sr /⁸⁷ Rb , определяющую возраст данной породы.

Для оценки возраста геологических объектов в пределах 60000 лет огромное значение приобрёл радиоуглеродный метод, основанный на том, что в атмосфере Земли под воздействием космических лучей за счёт обильного азота идёт ядерная реакция ¹⁴ N + n= ¹⁴ С + Р ; вместе с тем ¹⁴ С радиоактивен и имеет период полураспада более 5700 лет. В атмосфере установилось равновесие между синтезом и распадом этого изотопа, вследствие чего содержание ¹⁴ С в воздухе постоянно. Растения и животные при их жизни всё время обмениваются углеродом с атмосферой, поэтому концентрация в них ¹⁴ С поддерживается на постоянном уровне; в мёртвых организмах обмен с атмосферой прекращается и концентрация в них ¹⁴ С начинает падать по закону радиоактивного распада. Измеряя содержание ¹⁴ С с помощью высокочувствительной радиометрической аппаратуры, можно установить возраст органических остатков. Так, например, по костям и шкуре мамонта на Таймыре был установлен возраст его захоронения (11000 лет).

Тот же метод помог датировать эпохи оледенения в Европе и Северной Америке, определить возраст следов древних человеческих культур и т.д.