Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
утверждать только, что данный осадочный слой древнее нли моложе данной
интрузии Гз].
76
ГЛАВА II
часто прорываются интрузиями, имеющими различный возраст [3]. Типичный
случай представлен на фиг. 11. В подписи к фиг. 11 указаны те
геологические процессы, в результате которых могла образоваться эта
частная система осадочных слоев. Достаточно сказать, что интрузия А
должна быть древнее находящихся над ней слоев, но моложе тех слоев, в
которые она внедрилась. Точно так же интрузия В должна быть моложе всех
верхних и нижних слоев отложений, которые она прорвала. Таким образом, по
абсолютному возрасту интрузии В устанавливается минимальный возраст
верхних слоев. Если исходить из принципа суперпозиции, возраст слоев,
лежащих на кровле интрузии А, должен составлять около 500 млн. лет, тогда
как возраст слоев, лежащих вблизи верхних границ интрузии В, должен быть
равным примерно 400 млн. лет. Таким методом была определена
продолжительность всех периодов геологической колонки. В частности,
границу кембрий — докембрий датируют 600 млн. лет.
Для того чтобы читатель постиг хотя бы основы применения описанных
методов для определения абсолютного возраста в лаборатории, мы подробно
рассмотрим применение 87Rb — 87Sr-метода датировки [17]. В качестве
примера возьмем обнажения очень древних гранитов в центральном Трансваале
(Южная Африка). Большие массивы обнаженных гранитов обнаружены во многих
областях Южной Африки; они известны как наиболее древние породы земного
шара [18]. Для нас они представляют особый интерес, так как по крайней
мере на одном участке в осадочных породах, стратиграфически сопоставимых
с гранитами, были обнаружены остатки древних бактерий [19].
Теперь рассмотрим образцы, собранные в одном и том же пласте, но в разных
областях Трансвааля [17]. Для того чтобы определить абсолютный возраст
этих образцов рубидий-строн-циевым методом, необходимо определить в них
общее содержание 87Rb и 87Sr и выяснить, какая часть общего 87Sr была
включена в породу во время первоначальной кристаллизации. Зная все это,
можно рассчитать возраст при помощи уравнения, которое представляет собой
несколько модифицированный вариант уравнения (7):
где S7rb —общее число атомов 87Rb, a 8~sr* — общее число атомов 87Sr (на
1 г породы), образовавшихся радиогенно из 87Rb за время существования
образца. Дробная константа, т. е. 0,12, в урав-
Пример определения абсолютного возраста
(8)
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ 77
нении (!) не входит в уравнение (8), так как 87Rb превращается только в
87Sr (см. стр. 68).
Сначала обломок гранита размельчают и тщательно перемешивают, вслед за
этим небольшие количества порошка (~1 г) отвешивают для анализа. Образцы
обрабатывают сначала HF для удаления кремния в виде газообразного SiF4, а
затем — НСЮ4; при этом образуются перхлораты различных катионов, в том
числе Rb+ и Sr2+. После высушивания смеси перхлораты переносят в
известный объем 3 н. HCI. Концентрации изотопов рубидия и стронция в
растворе определяют методом масс-спектро-метрии. При помощи этого метода
разные изотопы определяют по различию отношений заряда к массе [20].
Прежде чем приступить к анализу при помощи масс-спектрометра, из каждого
раствора желательно выделить отдельные относительно чистые фракции
рубидия и стронция. Этого легко добиться с помощью простых химических
методов в сочетании с ионообменной хроматографией на подходящей смоле.
Затем каждую фракцию подвергают масс-спектрометрии и посредством усиления
ионных потоков определяют отношение изотопов. Абсолютные количества 87Rb
и 87Sr в данном образце определяют методом «изотопного разведения» [17,
20]. Для этого в растворы вносят известные количества контрольных
изотопов (87Rb и нерадиогенного изотопа 86Sr) и вновь определяют
отношение изотопов. Далее при помощи простого расчета легко найти искомые
величины [17]. ,
Нахождение доли радиогенного строиция-87 (т. е. 87sr*) представляет
наибольшие экспериментальные трудности. В работе, из которой мы взяли
описываемый пример, эта проблема была решена следующим образом: отношение
стронция-87 радиогенного происхождения к рубидию-87 [b7sr*/a7rb; см.
уравнение (8)] определялось графически па основании изотопных данных,
полученных для ряда пород из одного и того же пласта, характеризующихся
различными отношениями общего содержания рубидия к общему содержанию
стронция (rbtlsrt). Тот факт, что это отношение может различаться от
породы к породе, сам по себе не означает того, что исследуемые образцы
пород имеют различный абсолютный возраст; о нем можно судить только на
основании отношения содержания 87Sr и 87Rb.
В табл. 1 представлены результаты определений содержания изотопов рубидия
и стронция в пяти различных образцах гранита. Величины, приведенные в
первом столбце, получены непосредственно при помощи масс-
спектроскопического анализа экстрактов пород. Величины, приведенные во
втором и третьем столбцах, получены методом изотопного разведения.
