Л.М. Степанюк, ДИСКОРДАНТНІСТЬ ВІКУ В УРАН-СВИНЦЕВІЙ РАДІОГЕОХРОНОЛОГІЇ
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.47.01.064
УДК 550.93
ДИСКОРДАНТНІСТЬ ВІКУ В УРАН-СВИНЦЕВІЙ РАДІОГЕОХРОНОЛОГІЇ
Л.М. Степанюк, д-р геол. наук, чл.-кор. НАН України, проф., заст. дир.
E-mail: stepaniuk@nas.gov.ua; orcid: 0000-0001-5591-5169
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
03142, м. Київ, Україна, просп. Акад. Палладіна, 34
Мова: українська
Мінералогічний журнал 2025, 47 (1): 64-69
Анотація: В уран-свинцевій радіогеохронології дискордантність — розходження в числових значеннях віку, розрахованих за ізотопними відношеннями 206Pb/238U, 207Pb/235U та 207Pb/206Pb. Її обчислюють за формулою D (%) = 100* [t(207/206) – t(206/238)] / t(207/206). Зазвичай дискордантність пов’язують з порушенням замкнутості ізотопної системи. Розрізняють два види дискордантності. Пряма дискордантність (D > 0 %) обумовлюється втратами свинцю або захопленням урану. Відомий ще один випадок появи "видимої" прямої дискордантності, коли змішуються дві (або більше) уран-свинцеві ізотопні системи, навіть коли вони є не порушеними. Зворотна дискордантність (D < 0 %) зумовлюється втратами урану або захопленням радіогенного свинцю. У цьому повідомленні ми розглядаємо можливість появи "видимої" недійсної зворотної дискордантності, обумовленої аномальним (збідненим ізотопом 235U) ізотопним складом урану за умови, що ізотопна система не була порушеною. Припущення щодо входження в ізотопну систему урану з аномальним ізотопним складом ґрунтується на феномені природного атомного реактора типу Окло. Аналіз таких випадків показує, що значення віку, розраховані за 206Pb/238U, 207Pb/235U не залежать від ізотопного складу урану, водночас значення 207Pb/206Pb та вік, розрахований за ним, мають зворотну залежність від 238U/235U. На практиці свинець-уранові ізотопні відношення вираховують із вмісту загального свинцю, урану та ізотопного складу свинцю. При цьому для розрахунків приймають, що відношення 238U/235U = 137,88. Останнє призводить до заниження вмісту ізотопа 238U та завищення 235U у методі TIMS. Дещо іншу ситуацію спостерігаємо в ході датування методами SIMS. У випадку, коли вміст урану визначають за інтенсивністю ізотопа 238U, відношення 206Pb/238U відображатиме реальний вік, а відношення 207Pb/235U буде омолодженим. Якщо ж за інтенсивністю ізотопу 235U, відношення 207Pb/235U відображатиме реальний вік, а відношення 206Pb/238U — завищений. Подолати цю недійсну "видиму" дискордантність, а заодно виявити прояви природних атомних реакторів у ранній історії Землі, можна ще одним додатковим виміром у ході уран-свинцевих аналітичних досліджень: паралельно визначити ізотопний склад урану (в аліквоті, в якій визначаємо ізотопний склад свинцю) у разі використання методу TIMS та вміст обох ізотопів урану (238U та 235U) — методів SIMS.
Ключові слова: уран-свинцева ізотопна система, зворотна дискордантність, ранній протерозой, природний атомний реактор.
References / Література
Baran, A.M., Vysotskyi, O.B., Dovbush, T.I., Kovtun, O.V., Stepanyuk, L.M. and Yaskevich, T.B. (2024), Geochemistry and ore formation, Iss. 45, Kyiv, pp. 54-63 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/gof.2024.45.054
[Баран, А.М., Висоцький, О.Б., Довбуш, Т.І., Ковтун, О.В., Степанюк, Л.М., Яськевич, Т.Б. (2024), Геохімія та рудоутворення. Вип. 45. С. 54—63.]
(1982), Handbook of isotopic geochemistry, in Sobotovych, E.V., Bartnytskyi, E.N., Tsyon, O.V. and Kononenko, L.V. Energoizdat, Moscow, 240 p. [in Russian].
[(1982), Справочник по изотопной геохимии. Соботович, Э.В., Бартницкий, Е.Н., Цьонь, О.В., Кононенко, Л.В. Москва: Энергоиздат. 240 с.]
Kuroda, P.K. (1956), J. Chem. Phys., Vol. 25, pp. 781-782. https://doi.org/10.1063/1.1743058
Meshik, A.P. (2005), Sci. Amer., Vol. 293, No. 5, pp. 82-86, 88, 90-91. Bibcode: 2005SciAm.293e.82M. https://doi.org/10.1038/scientificamerican1105-82
Meshik, A.P., Hohenberg, C.M. and Pravdivtseva, O.V. (2004), Phys. Review Lett., Vol. 93, No. 18, pp. 182302. Bibcode: 2004PhRvL.93r2302M. PMID 15525157. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.182302
Shcherbak, D.N., Ponomarenko, A.N. and Makarenko, I.D. (1995), Geochemistry and ore formation, Iss. 21, Kyiv, pp. 74-88 [in Russian].
[Щербак, Д.Н., Пономаренко, А.Н., Макаренко, И.Д. (1995), Геохимия и рудообразование. Вип. 21. С. 74—88].
Shcherbak, N.P., Artemenko, G.V., Lesnaya, I.M., Ponomarenko, A.N. and Shumlyanskyy, L.V. (2008), Geochronology of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Proterozoic, Nauk. dumka, Kyiv, 240 p. [in Russian].
[Щербак, Н.П., Артеменко, Г.В., Лесная, И.М., Пономаренко, А.Н., Шумлянский, Л.В. (2008), Геохронология раннего докембрия Украинского щита. Протерозой. Киев: Наук. думка. 240 с.]
Shumlyanskyy, L.V. and Petrenko, O.V. (2015), Geol. and Mineral. Bull. Kryvyi Rih Nat. Univ., No. 1 (33), pp. 80-87 [in Ukrainian].
[Шумлянський, Л.В., Петренко, О.В. (2015), Геол.-мінерал. вісн. Криворіз. нац. ун-ту. № 1 (33). С. 80—87.]
Stepaniuk, L.M., Konoval, N.M., Dovbush, T.I., Kovtun, O.V. and Vysotsky, O.B. (2021), Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 43, No. 4, pp. 56-62 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.43.04.056
[Степанюк, Л.М., Коновал, Н.М., Довбуш, Т.І., Ковтун, О.В., Висоцький, О.Б. (2021), Мінерал. журн. 43, № 4. C. 56—62.]
Yesypchuk, K.Yu., Bobrov, O.B., Stepanyuk, L.M., Shcherbak, M.P., Hlevaskyi, Ye.B., Skobelev, V.M., Drannyk, A.S. and Geichenko, M.V. (2004), Correlative chronostratigraphic scheme of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield (explanatory note), UkrDGRI, Kyiv, 29 p. [in Ukrainian].
[Єсипчук, К.Ю., Бобров, О.Б., Степанюк, Л.М., Щербак, М.П., Глеваський, Є.Б., Скобелєв, В.М., Дранник, А.С., Гейченко, М.В. (2004), Кореляційна хроностратиграфічна схема раннього докембрію Українського щита (пояснюв. зап.). Київ: УкрДГРІ. 29 с.]