Методы абсолютной геохронологии

Абсолютное летоисчисление.

При абсолютном летоисчислении возраст горных пород определяется в годах. При этом используются две группы методов:

1. По скорости осадконакопления. Например, в случае ленточных глин пара слоев накапливается за 1 год. Подсчитав количество пар слойков, можно определить то время, за которое образовалась толща глин.

2. По скорости радиоактивного распада элементов. При этом используются радиоактивные изотопы урана, тория, рубидия, калия, углерода и водорода – ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th, ⁸⁷Rb, ⁴⁰K, ¹⁴C, ³H и многие другие изотопы.

Радиоуглеродный ¹⁴C®¹⁴N+b T=5730 ± 40 лет(Т – период полураспада элемента)

Урано-свинцовый ²³⁸U ® ²⁰⁶Pb T = 4.468 млрд лет

Калий-аргоновый метод ⁴⁰K ® ⁴⁰Ar + e Т = 1.3 млрд лет.

Преимущество этого метода состоит в том, что калий входит в состав более 100 минералов, включая такие широко распространенные, как плагиоклазы, калиевые полевые шпаты, слюды.

Рубидий-стронциевый метод основан на распаде рубидия до стабильного стронция с периодом полураспада около 5 млрд лет. ⁸⁷Rb ® ⁸⁷Sr + b Т = 4.99 млрд лет

Методы абсолютной геохронологии

Абсолютное летоисчисление.

1. По скорости осадконакопления

17 век = 170 тыс. лет возраст Земли

Все подсчеты базируются на принципе актуализма

Способ «ленточных глин» - пара слоев (зима-лето) –1 год

2. По скорости радиоактивного распада

а) Урано-свинцовый

238U ® 206Pb + 8He4 T = 4.468 млрд. лет

235U ® 207Pb + 7 He4 Т = 0.7038 млрд. лет

232 Th ® 208Pb + 6He4 Т = 14.008 млрд.лет

б) Калий – аргоновый

40K ® 40Ar + e (электрон) Т = 1.3× 109 лет

в) Радиоуглеродный

14C®14N+b T=5730 ± 40 лет

23. Наша планета по составу, физическому состоянию вещества и процессам, протекающим в ней, неоднородна. Она характеризуется зональным строением, в котором различают несколько оболочек или геосфер: атмосфера, гидросфера, биосфера, земная кора, мантия и ядро.

Внешние три оболочки подвижны и не имеют постоянных границ. Вещество оболочек твердого тела Земли также неоднородно и различается по составу, состоянию, физическим свойствам, о чем свидетельствуют изменения температуры, давления, плотности и т.д.

Внутреннее строение твердого тела Земли изучают с помощью геофизических методов, из которых наиболее важное значение имеют сейсмический и гравиметрический методы. Сейсмический метод основан на изучении путей и скоростей распространения упругих волн, возникающих при землетрясениях или искусственных взрывах, а гравиметрическим методом изучают распределение силы тяжести на поверхности Земли. На основании сейсмических данных выделяются три главные оболочки Земли, в которых скорости сейсмических волн резко изменяются.

Земная кора (слой А) – твердая верхняя оболочка Земли. Ее мощность изменяется от 5 – 10 км под водами океанов до 50 – 75 км на континентах в горных районах (максимум под Андами и Гималаями). В среднем она составляет 33 км.

Мантия Земли распространяется ниже земной коры до глубины 2900 км от поверхности. Она подразделяется на две части: верхнюю мантию (слои В и С) до глубины 900 – 1000 км и нижнюю мантию от 900 до 2900 км.

Ядро Земли. В нем выделяют внешнее ядро (слой Е) до глубины 4980 км, переходный слой (F) в интервале глубин 4980 – 5120 км и внутреннее ядро (слой G) ниже 5120 км.

В слое В верхней мантии выделяется слой пород с пониженной плотностью, называемый астеносферой. Астеносферный слой располагается на различных глубинах: под континентами от 80 – 120 до 200 – 250 км, под океанами от 50 – 70 до 300 – 400 км. Твердый надастеносферный слой мантии вместе с земной корой называется литосферой.

24. Литосфера – верхняя каменная оболочка Земли, включающая земную кору и надастеносферную мантию.

Земная кора – это внешняя твердая оболочка нашей планеты. Она состоит из различных горных пород, осадочных, магматических и метаморфических, которые залегают выше сейсмической границы Мохо. По физическим свойствам, строению и составу горных пород выделяются два главных типа земной коры – континентальный и океанический

26. Магматизмом называют процесс, с которым связано образование и движение магмы из недр Земли к ее поверхности. Магма представляет собой природный высокотемпературный расплав, образующийся в виде отдельных очагов в литосфере и верхней мантии (главным образом, в астеносфере). Основной причиной плавления вещества и возникновения магматических очагов в литосфере является повышение температуры. Подъем магмы и прорыв ее в вышележащие горизонты происходят вследствие инверсии плотностей, при которой внутри литосферы появляются очаги менее плотного, но мобильного расплава. Таким образом, магматизм – это глубинный процесс, обусловленный тепловым и гравитационным полями Земли.

27. Магматизмом называют процесс, с которым связано образование и движение магмы из недр Земли к ее поверхности. Магма представляет собой природный высокотемпературный расплав, образующийся в виде отдельных очагов в литосфере и верхней мантии (главным образом, в астеносфере). Лава – магма, вышедшая на поверхность и потерявшая часть лучших компонентов. Температура лавы - 1200-1300°С.

Различают магматизм интрузивный и эффузивный. При интрузивном магматизме (плутонизме) магма не достигает земной поверхности, а активно внедряется во вмещающие вышележащие породы, частично расплавляет их, и застывает в трещинах и полостях коры на глубине. При эффузивном магматизме (вулканизме) магма через подводящий канал достигает поверхности Земли, где образует вулканы различных типов, и застывает на поверхности. В обоих случаях при застывании расплава образуются магматические горные породы.

Если поднимающаяся магма не достигает поверхности Земли, а застывает внутри коры, образуются глубинные магматические тела – интрузии.

Согласные интрузивные тела образуются в результате внедрения магмы по плоскостям напластования осадочных пород. К этому классу интрузии относятся силлы, лакколиты, лополиты и факолиты.

Несогласные интрузивные тела формируются при заполнении магмой трещин во вмещающей толще и при внедрении магмы путем обрушения пород кровли. К ним относятся дайки, жилы, штоки и батолиты.

Батолиты – крупные интрузивные тела, состоящие из пород, образовавшихся на значительной глубине в условиях высоких давлений и медленного понижения температуры.

28. В зависимости от соотношения с вмещающей осадочной толщей, интрузивные тела подразделяются на согласные и несогласные (классификация Р. Дэли). Согласные интрузивные тела образуются в результате внедрения магмы по плоскостям напластования осадочных пород. К этому классу интрузии относятся силлы, лакколиты, лополиты и факолиты.

Силл – пластообразное интрузивное тело, размеры которого могут быть разными. Силлы являются широко распространенной формой залегания основных магматических пород, поскольку базитовые магмы очень и подвижные легко проникают по плоскостям напластования. Как правило, они залегают группами и встречаются в толщах не дислоцированных или слабодислоцированных осадочных пород.

Лакколит – тело, имеющее плоское основание и куполообразный свод. Лакколиты образуются при внедрении кислой магмы, которая вследствие большой вязкости с трудом проникает по плоскостям наслоения, скапливается на одном участке и приподнимает породы кровли. Форма лакколитов в плане округлая, с диаметром от сотен метров до нескольких километров.

Лополит – чашеобразное тело, его вогнутая форма обусловлена прогибанием подстилающих пластов под тяжестью магмы. Лополиты чаще всего сложены породами базитового или ультрабазитового состава и представляют собой очень крупные интрузивные тела, площадь которых достигает десятков тысяч квадратных километров.

Факолит – линзообразное тело, залегающее в ядре антиклинальной или синклинальной складки, факолиты имеют небольшие размеры, встречаются редко и только в складчатых областях. Образуются они одновременно со складками.

Несогласные интрузивные тела формируются при заполнении магмой трещин во вмещающей толще и при внедрении магмы путем обрушения пород кровли. К ним относятся дайки, жилы, штоки и батолиты.

Дайка – плитообразное тело, мощность которого значительно меньше его протяженности. Дайки образуются при заполнении трещин и ориентированы в земной коре вертикально или наклонно. Размеры их колеблются в очень широких пределах. Как правило, дайки сложены породами базитового состава и встречаются группами, составляя серии параллельных или радиальных тел. Жила отличается от дайки меньшими размерами и невыдержанной извилистой формой.

Шток – тело неправильной цилиндрической формы, с крутопадающими или вертикальными контактовыми поверхностями. В плане очертания его могут быть неправильные, но, в общем, изометричные. Корни штоков уходят на большие глубины. Площадь поперечного сечения не превышает 100 км².

Батолит – самое крупное интрузивное тело. Площадь батолитов измеряется десятками и сотнями тысяч квадратных километров. Форма батолитов в плане несколько вытянута в соответствии с направлением осей складчатых структур, контактовые поверхности крутые, кровля куполо­образная с выступами и впадинами. В виде батолитов залегают граниты и породы близкого к ним состава

30. Магматические горные породы по содержанию SiO₂ (кремнекислоты) подразделяются на 4 группы: ниже в каждой группе на первом месте указывается интрузивная порода, на втором – эффузивная.

1. Кислые породы содержат более 64–78% SiO₂. К ним относится группа гранита (это кварц-полевошпатовые горные породы) и липарита (риолита).

2. Средние породы, содержащие 53–64% SiO₂. Группа диорита – андезита. Это бескварцевые породы, они состоят из натриево-кальциевых плагиоклазов и содержат до 15–30% темноцветных минералов (роговая обманка, часто присутствуют авгит и биотит).

3. Основные породы содержат 45–53% SiO₂. Группа габбро-базальта. Габбро состоит из основного плагиоклазов и цветных минералов (до 30– 50%), среди них наиболее типичны пироксены.

4. Ультраосновные породы с минимальным (30–45%) содержанием SiO₂. Группа перидотита – пикрита (бесполевошпатовые горные породы). Интрузивные породы этой группы сложены магнезиально-железистыми силикатами – оливином и пироксенами.