Изотопы серы и их практическое значение

Геологический возраст в зависимости от изотопов свинца (по Виноградову)

Изотопы свинца и серы и их практическое значение.

Существуют следующие изотопы свинца Pb²⁰⁴, Pb²⁰⁶, Pb²⁰⁷, Pb²⁰⁸.

Pb²⁰⁴ – свинец первичный, он не зависит от содержаний радиоактивных элементов и от времени.

U²³⁸→Pb²⁰⁶

U²³⁵→Pb²⁰⁷

Th²³²→Pb²⁰⁸

Изотопный состав свинца варьирует в широких пределах. Обычно оценивают вариации изотопного состава свинца по отношениям (по Ранкому): Pb²⁰⁶/Pb²⁰⁴ – 14-16; Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁴ – 14,2-17; Pb²⁰⁸/Pb²⁰⁴ – 32,3-56.

Главный фактор, влияющий на изотопный состав свинца – время, т.е. длительность ядерный процессов. Влияние ядерный процессов сказывается лишь до момента отделения свинца от материнских магматических источников. Сосредотачиваясь в рудных телах, если они не содержат радиоактивных материалов, свинец как бы консервирует в своем изотопном составе первичное соотношение изотопов, существовавшее к моменту отщепления рудоносных растворов от магмы. Отсюда вытекает закономерность: чем древнее месторождение, тем меньше содержится изотопов свинца-206, 207, 208 и, следовательно, их отношений к свинцу-204.

Геологический возраст	Интервал времени, млн.лет	Отношение изотопов к Pb^204при Pb^204=1
Pb^206	Pb^207	Pb^208
Современные осадки Тихого океана	-	19,4	15,96	39,0
Альпийская складчатость	25-180	18,45	15,65	38,34
Варисская складчатость	200-260	18,11	15,55	38,24
Каледонская складчатость	280-400	17,17	15,46	37,00
Протерозойская складчатость	600-1200	16,48	15,39	36,0
Верхнеархейская складчатость	1400-2000	15,36	15,25	34,77
Нижнеархейская складчатость	Более 1200	14,10	14,91	34,05
Свинец метеорита каньона Диабло (штат Аризона)	первичный	9,5	10,36	29,49

Позднее работами Виноградова и его группы было доказано, что зависимость изотопного отношения от возраста свинца сложнее. Эти отношения зависят не только от времени, но и от содержания в породах и магме урана и тория.

Считается, что 1 млрд. лет назад и древнее, содержания урана и тория были равномерными в земной коре. После начала дифференциации земной коры и накопления урана и тория их закономерность нарушилась.

Аномальные свинцы – те свинцы, которые отклоняются от средней кривой накопления радиогенных свинца в земной коре в зависимости от времени. Применение:

1. Определение возраста пород, руд;

2. Решение задач генезиса для выделения однотипных месторождений, рудных полей в пределах провинции;

3. При выделении нескольких генераций руд одного месторождения;

4. При изучении признаков повторной мобилизации вещества.

Изотопы серы. В природе известно 4 изотопа серы: S³² (95,1%), S³³ (0,74%), S³⁴ (4,3%), S³⁵ (0,016), из которых 2 изотопа S³², S³⁴ – наиболее распространены.

σS³⁴=[(S³⁴/S³² обр./(S³⁴/S³²)ст.-1]х1000, %о

За стандарт, используемый при изотопном анализе серы – троилит из железного метеорита Каньон-Дьябло (CD), который характеризуется следующими значениями: σS³⁴=0; S³²/S³⁴=22,22; S³⁴/S³²=0,045004.

Вариации изотопного состава серы зависят от 2 факторов: температуры; реакции восстановления сульфата до сероводорода, проходящей бактериальным путем. В результате после этого процесса произошло резкое разделение серы в земной коре на 2 группы:

1. сера биогенных сульфидов и газов, обогащенная серой-32 (легкая сера);

2. сера сульфатов, входящая в солевой остаток океанической воды, древние эвапориты, содержащие максимальное количество серы-34 (тяжелая сера).

Химические реакции окисления, восстановления серы вызывают изотопный обмен. При повышении температуры этот эффект снижается, а при температуре 1000 ^о С исчезает совсем. Соотношение легкой и тяжелой серы дает возможность судить о генезисе объектов.

Дата добавления: 2014-12-16