Способ определения привноса калия в процессе эволюции минерала

П ЗОБРЕТЕНИ ИСА минералогопе проб при рад исследования се 3-15Амирх ано в основы калий- Махачкала: Д с, 103-112,Из обр нию минеение относи алов и может к иссл льзо ыть м ано в зио геологний,х минеуру обвую темносагеолов данн ь сте- калия а время(з.) си чаемог преарг СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Дагестанский филиал АН СССР(56) Методические рекомендации итрографическому контиогеохронологическиххе Мь: И 1 ГРЭ, 1982,Х,И, и др, Физические аргоновой геохронолог гкнигоиздат, 1979,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИВНОСА ЮЛИЯ В ПРОЦЕССЕ ЗВОЛ 10 ЦИИ МИНЕРАЛА(57) Изобретение относится к физике химии, геохронологии, длтрографических исследов Целью изобретения является повышение точности определения привкалия в минералах за время ихгической эволюцииДля достижения указанной цели необходимо измерить истинный возрастисследуемогО геологического районарубидий-стронциевым, свинцовым илииным методом, выбрать из этого района два сингенетических минерала,один из которых (1 е 1) хорошо удерживает калий в решетке (желательно ка минералов и может быть использовано при геолого петрографических исследованиях и в геохронологии, Цель изобретения - повышение точности определения калия, приобретенного ми нералом при его геологической эволюции, Способ реализуют путем определе ния истинного возраста пород отбором двух сингенетических минералов исследуемого минерала и минерала, хорошо удерживающего калий в структуре, измерением для этих минералов калий аргонового возраста и диффузионных параметров аргона и затем, учитывая структуру образцов (пластинчатая или зернистая) и среднегодовую температуру исследуемого района, рассчитывают изменение содержания калия в исследуемом минерале. лиевый полевой шпат), а другисследуемый минерал (М 2), икалий аргоновый возраст и диные параметры аргона для обоиралов, затем, учитывая структразцов минералов и среднегодопературу исследуемого районавремя, по формулам определитпень измененности содержанияв исследуемом минерале Р 2 зего геологической эволюции,Способ осуществляется сле. образом,Отбирают пробы несколькихгенетических минералов из изгеологического массива породделяют содержание калия 40 и1638 Ь 11 50 ) Е, 4 1 - ехр(-7 й/4) 1е С 0 р,(т.)ц 1,987, кал/моль К:. Эа(х)Пех)/%а, ) ехр(-е, Ит ),40 в отобранных пробах и вычисляют 1 их калий-аргоновый возраст й, Известным способом определяют истинный возрастданного геологического мас сива пород, При необходимости производят комплексное исследование данного массива, включая использование петрологических и стратиграфических исследований, Определяют энергию активации объемной диффузии калия в каждой из проб в интервале температур существования твердой фазы -го минерала ( и параметры диффузии аргона в каждой из проб: 1)о(1)/а. 15. и Е в интервале температур существо 1вания твердой фазы х-го минерала(П(1) и Е; - предэкспоненциальный множитель и энергия активации дат.фузии аргона в т.-м минерале; а.размер фракции -го минерала; радиус сферического зерна или толщина пластины слюды). 11 ри отборе проб сингене" тических минералов в обязательном порядке среди прочих необходимо ото 25 брать пробы минерала (опорного), кото рый в силу своих физико-химических свойств хорошо удерживает калий в своей структуре,3 качестве опорного минерала (Р 1) 3 О берут минерал, у которого величина энергии активации объемной диффузии калия не менее, чем в 1,5-2 раза боль" ше, чем у других сингенетических с ним минералов, Это необходимо для того, чтобы эволюционными искажения" ми калия в опорном минерале можно было бы пренебречь по сравнению с искажениями калия в сингенетических с ним минералах, Кроме того, опорный 4 О минерал не должен иметь нестабильного, т,е привнесенного на поверх" ность калия Определяют среднегодовую температуру изучаемого геологического массива пород на глубине отбора проб 45 сннгенетйческих минералов (Т).Дпя образцов, взятых с глубины более 15 м, достаточно измерить температуру этого слоя 1 или 2 раза, так,как на этих глубинах сезонные где К - газовая постоянная: К Физический смысл параметра Х,следующий колебания температуры весьма малы(доли градуса),Исходя из внешнего облика фракции,минерала, определяют преобладающий "механизм, по которому происходитдиффузи)1 аргона, и в соответствиис этим структурную постоянную длякаждого минерала 2 для фракции, зерна которой имеют приближенносферическую форму, сосредним радиусом зерна,равным адля фракции минерала,имеющей пластинчатый,лнстоватый облик (например, слюды), где атолщина пластины Определенные таким образом значения; й,;, 0 (1) /а, Е;, й, С;, Тяпозволяют определить долю привнесенного калия в исследуемом д-м минерале,Для определения привноса калия в1"м минерале необходимо, используяизмеренные указанные выше параметрывычислить .о2 (х) - долю (от имеющегося на наАстоящий момент количества)аргона 40, которую потерял(или, если 2(1) (О приобрел)1-й минерал в предположении,что содержание калия не испытало эволюционных искажений(те, в предположении, чтосодержание калия в минералеизменялось только за счет радиоактивного распада):2 А(1.) = ехрфС)-ехр(ф;)/ ехрС )-1где номер =1 соответствует опорномуминералу (у которого энергия активации диффузии капия не менее чем, в1,5-2 раза больше, чем у других);ф = 5,543 х 1 О огодХ, - параметр прогрева, характеризующий тепловое воздействие,которое претерпел д"й минерал при своей эволюции: Х, = О, если температура минералане изменялась со временем; Х; тем-е Ьк где Х- парамет р прогрев а о пор ногоминерала, для которого со гласно усповию 2 А(1) "2 (1);2(3.) - долю (от количества имеющегося в минерале на настоящий момент) калий 40, кото рую потерял или (если 2( О) приобрел минерал И при своей геологической э вол юции: о . ГС(Х + 12 А(1) = 2 (д)- - ----С,(Х;) + 1 15 2 (д) = 12 ( ) - 2 ( )рехуДС.(. - 1 )( ( А А .юахр(фс) + ехр(-3) - 2 )(для опорного минерала согласно условию считаем 21 (1) =0);Р - параметр эволюционной иска 1женности калия в -м минерале,25 30 2 2, 2; 1. 21 ее е 2,), )1 ( ехр ( С)+ехр (-М) -2 Д при этом. расчет показателей 2 А и452производят, используя следующиесоотношения;ехр(С ) - 1 л о2 К 1 Г 1- ех -%( )( Ч 2 Э 2е 4 (-ехр(-Хе/4)( )ре ( с, ( Ре е С (Х ): 4"е(ехР (-.- Х) 2- ехр (-)2 К 5 1 б 3861 ближе к величине 1/Т, чем выше была температура минерала за время его эволюции; Х; с О, если минерал в пе риод своей эволюции был охлажден и большую часть своей истории провел при Т ниже, чем Т.Кроме того, необходимо вычислить 2 А(1) - долю аргона, которую по терял (или, если 2) ( Ор то приоб рел), за время своей эволюции -й минерал, с учетом эволюционной искаженности калияе Если -1Р; ( О, то калий в д-мькнерале искажен за счет вноса,Если О ( Р 1 с +1, то калий в -мминерале искажен за счет выносаЗнание величины изменчивости содержания калия в минерале позволяетболее достоверно определить путимиграции капия в исследуемом массиве,что повышает достоверность выводов,например, о характере гидротермальной деятельности исследуемой территории,Формула из обретения Способ определенияпривносакалия в процессе эволюции минерала, вклю1чающий отбор проб минералов, опреде ление содержания калия 40 и аргонас определением абсолютного возрастаминералов и истинного возрастаданного геологического массива, откуда взяты минералы р энергии активации об)ьемной диффузии калия.Ц х( ( отличающийся тем,что, с целью повышения точности, отбирают не менее двух сингенетических мине ралов, один из которых должен иметь значениек(,) не менее чем в 1,5- 2 раза больше, чем у других, определяют диффузионные параметры аргона в минералах (О (а ); и Е;, среднего" довую температуру Т данного геолог гического массива, а суждение о при вносе калия в х-м минерале. производят по формуле, % к количеству калия в -м минерале на данный момент времени 2 .):