Изучение возраста донных океанических отложений методами изотопной геохронологии

1. Введение 3
2. Литературный обзор 5
2.1. Черные курильщики 5
2.2. Методы изотопной геохронологии 10
2.3. Радиоуглеродный метод датирования 12
2.3.1. Физические основы метода 12
2.3.2. Факторы, влияющие на концентрацию радиоизотопа углерода 14С 15
2.3.3. Калибровка радиоуглеродных дат 20
2.3.4. Методы детектирования 21
3. Экспериментальная часть 22
3.1. Метод жидкостной сцинтилляции 22
3.2. Пробоподготовка 24
3.3. Синтез 14С-бензола 24
3.4. Приготовление сцинтилляционной смеси. Измерение скорости счёта образца 25
4. Обсуждение результатов 28
5. Выводы 35
6. Благодарности 36
7. Список цитированной литературы 37
Купить

Последние 50 лет активно изучаются открытые в 1977 году гидротермальные источники - «чёрные курильщики», действующие на дне океанов в районах активной литосферной деятельности. Это источники горячего пересыщенного раствора, образующегося в результате прохождения морской воды сквозь толщу базальтовых плит, в результате чего вода обогащается многими минералами, входящими в состав пород этих плит. При выходе высокотемпературного раствора на поверхность океанического дна минералы в виде солей осаждаются вокруг источника, образуя рудоносные постройки. Участки распространения таких массивных рудных формаций получили название «гидротермальные поля». Такие поля сейчас обнаружены в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах и рассматриваются как места, пригодные для промышленной рудодобычи в ближайшем будущем. Интерес со стороны «практической геологии» к этим рудным залежам, достигающим запасов в десятки миллионов тонн, обусловлен высокими концентрациями в них ценных для промышленности металлов (Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au и др.).
Выход гидротермальных растворов происходит не постоянно, каждый источник имеет свои периоды гидротермальной активности (оцениваемые в несколько тысяч или несколько десятков тысяч лет), приводящей к формированию массивных рудных тел. Установление временных границ периодов рудообразования позволяет определить ресурсную массу рудных залежей.
Осаждающиеся частицы гидротермального флюида поступают также в отложения, окружающие рудные постройки, и формируют металлоносные слои в осадочной толще. При этом, содержание рудных элементов в этих слоях может заметно превышать их концентрацию в выше- и нижележащих горизонтах. Обнаружение таких металлоносных осадков в пределах Срединно-океанических хребтов свидетельствует о наличии активной в настоящее время или в прошлом гидротермальной деятельности и способствует разработке критериев поиска рудных залежей на дне океана.
Всесторонние минералого-геохимические и геохронологические исследования руд и осадков позволяет расширить представления об особенностях функционирования рудогенерирующих систем, химическом и минеральном составе гидротермально-осадочных отложений, оценить временные масштабы формирования рудных компонентов и перспективы промышленной эксплуатации.
Объектом исследования настоящей работы, которая представляет одну из составляющих комплексных исследований гидротермально-осадочных отложений, выбраны донные карбонатные отложения гидротермального поля «Победа» Срединно-Атлантического хребта (САХ), открытого в 2014 г. в рейсе № 37 НИС “Профессор Логачев” в блоках 37 и 39 Российского разведочного района (17°07.45 - 17°08.7' с.ш. САХ).
Определение возраста различных осадочных слоёв этих отложений в настоящей работе проводятся методом радиоуглеродного анализа, что возможно благодаря значительному содержанию в них карбонатов биологического происхождения (планктонными форминиферовыми раковинами).
Основная цель работы: получение первых данных о возрасте осадков и периодах активизации гидротермальной деятельности в прошлом в пределах поля «Победа» (САХ) с применением метода радиоуглеродного датирования.
Поставлены следующие задачи:
• Анализ и обобщение опубликованных данных о функционировании гидротермальных систем в океане и методах датирования руд и осадков.
• Изучение теоретических основ метода радиоуглеродного датирования природных объектов.
• Практическое применение радиоуглеродного метода для датирования океанических осадков гидротермального поля «Победа» (САХ):
• освоение аналитических методов выделения, очистки и концентрирования углеродсодержащей фракции образцов,
• измерение активности радиоуглерода методом жидкостной сцинтилляции.
• Расчёт возраста слоёв донных отложений и оценка временных рамок периодов гидротермальной активности в пределах поля «Победа» (САХ).
Работа выполнена в Лаборатории палеогеографических и геоморфологических исследований полярных регионов и Мирового океана Института наук о Земле СПбГУ.
Купить