Войти
Датирование по трекам деления - это метод радиометрического датирования, основанный на анализе следов повреждений или следов, оставленных делением фрагменты некоторых ураносодержащих минералов и стекол. Датирование по трекам деления - это относительно простой метод радиометрического датирования, который существенно повлиял на понимание термической истории континентальной коры, времени вулканических событий, а также источника и возраста различных археологических артефактов. Способ включает использование числа событий деления, вызванных спонтанным распадом урана-238 в обычных дополнительных минералах, для определения времени охлаждения породы ниже температуры 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 происхождения отложений; в) изучение термической эволюции бассейнов ; г) определение возраста плохо датированных слоев ; д) датировка и определение происхождения археологических артефактов.
В отличие от других методов изотопного датирования, "дочерний " в датировке по треку деления является эффектом в кристалле , а не дочерним изотопом. Уран-238 подвергается спонтанному делению с известной скоростью, и это единственный изотоп, скорость распада которого имеет отношение к значительному образованию треков естественного деления; другие изотопы имеют слишком низкую скорость распада деления, чтобы иметь значение. Осколки, испускаемые в результате этого процесса деления, оставляют следы повреждений (ископаемые следы или ионные треки ) в кристаллической структуре минерала, содержащего уран. Процесс производства треков практически такой же, как и при быстрых тяжелых ионах, создающих ионные треки. Химическое травление полированных внутренних поверхностей этих минералов позволяет выявить треки спонтанного деления, и можно определить их плотность. Поскольку протравленные дорожки относительно велики (в диапазоне от 1 до 15 микрометров), подсчет можно производить с помощью оптической микроскопии, 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 метод - это нейтронное облучение, при котором образец облучают тепловыми нейтронами в ядерном реакторе с помощью внешнего детектора, такого как слюда, прикрепленного к поверхность зерна. Нейтронное облучение вызывает деление урана-235 в образце, и полученные индуцированные треки используются для определения содержания урана в образце, поскольку соотношение U: U хорошо известно и считается постоянным по природе. Однако это не всегда постоянно. Чтобы определить количество событий индуцированного деления, которые произошли во время нейтронного облучения, к образцу прикрепляют внешний детектор, и образец и детектор одновременно облучаются тепловыми нейтронами. 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 образуются индуцированные треки в вышележащем внешнем детекторе, которые позже обнаруживаются химическим травлением. Соотношение спонтанных и индуцированных следов пропорционально возрасту.
Другим методом определения концентрации урана является LA-ICPMS, метод, при котором на кристалл воздействуют лазерным лучом и происходит абляция, а затем материал пропускается через масс-спектрометр.
В отличие от многих других методов датирования, датирование по треку деления однозначно подходит для определения низкотемпературных термических явлений с использованием общих дополнительных минералов в очень широком геологическом диапазоне (обычно от 0,1 до 2000 млн лет). Апатит, сфен, циркон, слюды и вулканическое стекло обычно содержат достаточно урана, чтобы его можно было использовать при датировании образцов относительно молодого возраста (мезозой и кайнозой ) и являются наиболее полезными материалами для этой техники. Кроме того, низкоурановые эпидоты и гранаты могут использоваться для очень старых образцов (от палеозоя до докембрия ). 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 термической истории отложений бассейна , эксгумации километрового масштаба, вызванной тектонизмом и эрозией, низкотемпературные метаморфические события и формирование геотермальных жил. Метод трека деления также использовался для датирования археологических памятников и артефактов. Он был использован для подтверждения калий-аргоновых дат отложений в Олдувайском ущелье.
Ряд датируемых минералов встречается в виде обычных обломочных зерен в песчаники, и если пласты не были погребены слишком глубоко, зерна этих минералов сохраняют информацию о материнской породе. Анализ треков деления этих минералов дает информацию о термической эволюции нефтематеринских пород и, следовательно, может использоваться для понимания источника и эволюции горных поясов, сбрасывающих отложения. 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 - это широко применяемый аналитический инструмент, используемый для понимания тектонической эволюции материнских территорий, 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. Этот 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. Возраст треков деления на обломочном цирконе может составлять от 1 млн лет до 2000 млн лет.
