WikiDer > Датирование по треку деления - Википедия

Датировка по треку деления это радиометрическое датирование методика, основанная на анализе следов повреждений или следов, оставленных деление фрагменты в некоторых уран-несущий минералы и очки.^[1] Датирование по трекам деления - относительно простой метод радиометрического датирования, который оказал значительное влияние на понимание термической истории Континентальный разлом, время вулканический события, а также источник и возраст различных археологический артефакты. Метод предполагает использование числа событий деления, вызванных спонтанным распадом уран-238 в общих акцессорных минералах датировать время остывания породы ниже температура закрытия. Треки деления чувствительны к теплу, и поэтому этот метод полезен для выяснения термической эволюции горных пород и минералов. Большинство текущих исследований с использованием треков деления нацелены на: а) понимание эволюции горных поясов; б) определение источника или происхождение осадков; в) изучение термической эволюции бассейны; г) определение возраста плохо датированных слои; д) датировка и определение происхождения археологических артефактов.

Метод

В отличие от других методов изотопного датирования, "дочь"в датировании треков деления - это эффект в кристалл а не дочерний изотоп. Уран-238 подвергается спонтанное деление распадаться с известной скоростью, и это единственный изотоп со скоростью распада, которая имеет отношение к значительному образованию естественных треков деления; другие изотопы имеют слишком низкую скорость распада деления, чтобы иметь значение. Осколки, испускаемые в результате этого процесса деления, оставляют следы повреждений (следы окаменелостей или ионные треки) в Кристальная структура минерала, содержащего уран. Процесс производства гусениц практически такой же, как быстрые тяжелые ионы При химическом травлении полированных внутренних поверхностей этих минералов обнаруживаются треки спонтанного деления, и можно определить их плотность. Поскольку протравленные дорожки относительно большие (в диапазоне от 1 до 15 микрометров), подсчет можно производить с помощью оптическая микроскопия, хотя используются и другие методы визуализации. Плотность следов окаменелостей коррелирует с возрастом остывания образца и содержанием урана, которое необходимо определять независимо.

Для определения содержания урана использовалось несколько методов. Один из методов - нейтронное облучение, где образец облучается тепловые нейтроны в ядерном реакторе с внешним детектором, например слюда, прикрепленный к поверхности зерна. Нейтронное облучение вызывает деление уран-235 в образце, и полученные индуцированные треки используются для определения содержания урана в образце, поскольку ²³⁵U:²³⁸Отношение U хорошо известно и считается постоянным по природе. Однако это не всегда постоянно.^[2] Чтобы определить количество событий индуцированного деления, которые произошли во время нейтронного облучения, к образцу прикрепляют внешний детектор, и образец и детектор одновременно облучают тепловые нейтроны. Внешний детектор обычно представляет собой хлопья слюды с низким содержанием урана, но также использовались пластмассы, такие как CR-39. В результате индуцированного деления урана-235 в образце создаются индуцированные треки в вышележащем внешнем детекторе, которые позже обнаруживаются химическим травлением. Соотношение спонтанных и индуцированных следов пропорционально возрасту.

Другой метод определения концентрации урана - это метод LA-ICPMS, метод, при котором на кристалл попадает лазерный луч и происходит абляция, а затем материал пропускается через масс-спектрометр.

Приложения

В отличие от многих других методов датирования, датирование по треку деления однозначно подходит для определения низкотемпературных термических явлений с использованием обычных дополнительных минералов в очень широком геологическом диапазоне (обычно от 0,1 до 2000 млн лет). Апатит, сфен, циркон, слюды и вулканический стекло обычно содержит достаточно урана, чтобы его можно было использовать при датировании образцов относительно молодого возраста (Мезозойский и Кайнозойский) и являются наиболее полезными материалами для этой техники. Дополнительно с низким содержанием урана эпидоты и гранаты может использоваться для очень старых образцов (Палеозой к Докембрийский). Метод датирования по треку деления широко используется для понимания термической эволюции верхней коры, особенно в горных поясах. Треки деления сохраняются в кристалле, когда окружающая температура породы падает ниже температуры отжига. Эта температура отжига варьируется от минерала к минералу и является основой для определения зависимости низких температур от времени. Хотя детали температуры закрытия сложны, они составляют приблизительно от 70 до 110 ° C для типичного апатита, c. От 230 до 250 ° C для циркона и c. 300 ° C для титанита.

Поскольку нагрев образца выше температуры отжига приводит к заживлению или отжигу повреждения делением, этот метод полезен для датировки самого последнего события охлаждения в истории образца. Этот сброс часов можно использовать для исследования тепловой истории бассейн отложения, эксгумация в километрах, вызванная тектонизм и эрозия, низкая температура метаморфический события и геотермальный вена формирование. Метод трека деления также используется до сих пор. археологический сайты и артефакты. Он использовался для подтверждения калий-аргон даты вкладов на Олдувайское ущелье.

Анализ происхождения обломочных зерен

Ряд датируемых минералов встречается в песчаниках в виде обычных обломочных зерен, и, если пласты не были заглублены слишком глубоко, эти минеральные зерна сохраняют информацию о материнской породе. Анализ треков деления этих минералов дает информацию о термической эволюции материнских пород и, следовательно, может быть использован для понимания происхождение и эволюция горных поясов, сбрасывающих отложения.^[3] Этот метод детритного анализа чаще всего применяется к циркону, потому что он очень распространен и устойчив в осадочной системе, и, кроме того, он имеет относительно высокую температуру отжига, так что во многих осадочных бассейнах кристаллы не восстанавливаются при более позднем нагревании.

Датирование обломочного циркона по треку деления - широко применяемый аналитический инструмент, используемый для понимания тектонической эволюции территорий источника, которые оставили длительные и непрерывные эрозионные записи в прилегающих пластах бассейна. Ранние исследования были сосредоточены на использовании возраста похолодания в обломочном цирконе из стратиграфических последовательностей для документирования времени и скорости эрозии горных пород в прилегающих орогенных поясах (горных хребтах). Ряд недавних исследований объединили U / Pb и / или гелиевое датирование (U + Th / He) на монокристаллах для документирования конкретной истории отдельных кристаллов. Такой подход двойного датирования является чрезвычайно мощным инструментом происхождения, поскольку может быть получена почти полная история кристаллов, и поэтому исследователи могут с относительной уверенностью определить конкретные области-источники с отличной геологической историей.^[4] Возраст по трекам деления обломочного циркона может составлять от 1 до 2000 млн лет.^[5]

Смотрите также

• термохронология

Рекомендации

дальнейшее чтение