ИЗОТОПНЫЕ ГЕОТЕРМОМЕТРЫ: ВОЗМОЖНОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ

Abstract

В работе рассмотрены возможности и ограничения нового направления изотопной геохронологии, в рамках которого на основании анализа частичных потерь радиогенных изотопов исследуются температурные условия наложенных посткристаллизационных процессов. Зависимость потерь от времени и температуры позволяет, таким образом, реконструировать метаморфическую историю пород и минералов. В настоящее время в качестве главного параметра, связывающего T-t эволюцию с измеренным значением кажущегося возраста, используется так называемая температура закрытия изотопной системы Тс (Dodson, 1973), хотя она является вторичным параметром. Более обоснованными первичными параметрами следует считать энергию активации (Е) и частотный фактор С0 (или коэффициент диффузии D0). Кинетические параметры Е и D0 позволяют установить "постоянную диффузионных потерь Хл", которая и определяет характер температурно-временной эволюции. Набор кинетических параметров для высокотемпературных (U-Pb для цирконов и монацитов) и для низкотемпературных (К-Ar для полевых шпатов) систем позволяет перекрыть практически весь температурный интервал, включающий пик метаморфизма, регрессивную стадию и охлаждение от ~1000°С до ~200°С и ниже, если включить треки деления а-распада урана и U-He метод. Приводятся примеры использования термохронологии для реконструкции T-t истории в разных регионах от альпийского времени до архея. Существенным препятствием для широкого применения термохронологии является зависимость кинетических параметров, включая температуру закрытия, от флюидного режима метаморфизма. Необходимы дальнейшие измерения Е, D, Тс для разных изотопных систем и минералов при различных P-t-x режимах в условиях эксперимента, с одной стороны, и в различных метаморфических условиях (природных) от "сухих" до флюидных - с другой. На первом этапе использования методов термохронологии следует выбирать породы, отвечающие сухим условиям метаморфизма, и изотопные системы, в наименьшей степени зависимые от флюидного режима.