Изотопная геотермометрия

Изотопная геотермометрия основана главным образом на эмпирических температурных шкалах, невзирая иа сложности, связанные с малыми скоростями реакций, потому что теоретические шкалы часто недостаточно точны. Температурная зависимость а при высоких температурах, характерных для магматических и метаморфических систем, имеет простой вид логарифм а обратно пропорционален квадрату абсолютной температуры [c.239]

Изотопная геотермометрия применяется уже достаточно широко. Как примеры ее использования приведем следующие работы [c.242]

Фракционирование изотопов происходит в первую очередь вследствие того, что характер движения молекул, а следовательно, и энергия вещества зависят от масс составляющих его атомов. Разница в массах влияет иа колебательную, поступательную и вращательную компоненты движения молекул и тем самым на разделение изотопов. Колебательная компонента фракционирования зависит от температуры. Это позволяет использовать стабильные изотопы в геотермометрии. Поскольку поступательное и вращательное движения обычно ие происходят в твердых телах, изотопное распределение в минералах контролируется колебательной компонентой. [c.237]

Первое крупное исследование, в котором изотопное фракционирование было использовано для геотермометрии,— работа Юри и др. [402] по определению температуры морской воды в мезозое на основании изотопии кислорода в ископаемых белемнитах. Юри и его соавторы, используя эмпирическую темпера- [c.238]

Пары минералов, у которых линии фракционирования относительно воды сильно расходятся (рис. 9.3), могут быть хорошими геотермометрами. Так, на рис. 9.3 видно, что минеральная пара кварц — магнетит — одна из наиболее чувствительных. Еще в 1962 г. Тейлор и Эпштейн показали, что среди многих минералов кварц имеет наибольшую тенденцию концентрировать О, тогда как магнетит — наименьшую. 1В последующей работе был установлен такой порядок минералов рутил, кварц, доломит, щелочной полевой шпат, кальцит, промежуточный плагиоклаз, мусковит, анортит, пироксен, роговая обманка, оливин, гранат, биотит, хлорит, ильменит, магнетит. Эта последовательность отражена на рис. 9.4 в виде зависимостей фракционирования изотопов кислорода от температуры для некоторых пар минералов. Эти зависимости были установлены либо путем использования данных по фракционированию при изотопном обмене минерал — вода, либо прямыми экспериментами. Андерсон и др. [9] использовали пару плагиоклаз — магнетит, чтобы установить температурные соотношения в некоторых основных магматических породах. Они оценили погрешности определения температур аналитическая ошибка измерения 0,1% дает ошибку 25 °С при 800 °С и 50 °С при 1150 °С. [c.240]

Величины констант фракционирования обычно близки к единице и отличаются от нее в третьем десятичном знаке. Поэтому можно принять приближенно 1000 1п 1,00Х Х. Это приближение часто применяется в изотопной геотермометрии (см. ниже). Характеристики международных изотопных стандартов приведены в табл. 9.6. Эти стандарты представляют либо природные, либо гипотетические образцы, и их изотопный состав был принят по международному соглашению или по определению. Используемые в лабораториях стандарты определяются по отношению к международным стандартам. Например, ЗМОШ (см. табл. 9.6) был первоначально определен относительно стаидарт- [c.238]

Изотопная геотермометрия. Равновесная величина константы фракционирования а (уравнение (9.9)) зависит от температуры, но нечувствительна к изменениям давления, за исключением систем, включающих газовую фазу. Однако на фракционирование изотопов водорода сильно влияют вариации в соотношениях главных элементов минеральных фаз, особенно Mg, Al и Fe, и изотопы водорода невозможно использовать как гсо-термометр. В большинстве работ по изотопной геотермометрпи используется фракционирование изотопов кислорода и серы, и далее речь пойдет в основном о них. [c.238]

Изотопная геотермометрия в сочетании с термодинамическими законами, изложенными в гл. 7, дает могучий инструмент изучения природы распределения элементов в породах и рудах. По согласованию температур можно проверить существование-изотопного равновесия, а это в свою очередь служит важным признаком, позволяющим применить законы химических равновесий к исследованию изучаемой системы. Кроме того, поскольку изотопное фракционирование в твердых веществах и жидкостях нечувствительно к давлению, изотопная геотермометрия может дать независимую оценку температуры, что позволяет применять в качестве геобарометров ие только те реакции, которые полностью независимы от температуры, но и ряд других реакций (см. гл. 7), [c.243]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология