Коллектив авторов - Строение и история развития литосферы

Предполагается, что естественное соотношение изотопов урана в раковинах моллюсков соответствует таковому в морской воде, в которой они обитают. При этом дочерний радионуклид – 230Th, а также заметные количества 230Th и 232U ( 234U) не внедряются в структуру раковины из вмещающих отложений. Кроме того, в течение датируемого интервала времени (в пределах от первых нескольких тысяч до 250–300 тыс. лет) не происходит обмен между раковинами и вмещающим осадком (удаление или привнос) 230Th и 234U ( 238U). Если предпосылки 230Th/ 234U-метода выполняются, а объекты изучения соответствуют предъявляемым к ним требованиям, то возраст отдельных образцов раковин моллюсков или слоев кораллов рассчитывается по формуле ( Ivanovich, Harmon, 1992 ):

где λ 230и λ 234– постоянные распада 230Th и 234U; 230Th, 234U и 238U – активности этих изотопов, измеренные в изучаемой пробе. Расчет возраста по формуле (1) позволяет учесть также и долю 230Th, накопившуюся в образце из распадающегося во времени избыточного 234U (над равновесным с ним 238U) с момента включения урана в карбонатную структуру раковины.

В работах ( Арсланов и др. 1976; Arslanov, Tertychny, Kuznetsov et al., 2002, 2002 ) показано, что в большинстве изученных этими авторами раковин моллюсков из трансгрессивных отложений Каспийского, Черного, Баренцева и Белого морей только самая внутренняя фракция образцов представляет собой закрытую геохимическую систему по отношению к урану и торию. Поэтому в настоящем исследовании на первой стадии радиохимического анализа 2/3 массы пробы (внешний и промежуточный слои) растворялись рассчитанным количеством азотной кислоты, а полученный раствор отбрасывался. Выделение изотопов урана и тория из остатка (внутренняя фракция) осуществлялось в соответствии с радиохимической методикой, приведенной в работе ( Arslanov, Tertychny, Kuznetsov et al., 2002 ). Остаток пробы весом в несколько грамм переводился в раствор с помощью HNO 3(1:1). Далее проводилось разделение и очистка изотопов урана и тория методом анионной хроматографии, с последующим электроосаждением урановой и ториевой фракции (каждой в отдельности) из спиртового раствора на Pt-мишени. Альфа-спектрометрические измерения для определения содержаний (активностей) 238U, 234U, 232Th, 230Th осуществлялись в течение нескольких дней. Полученные таким образом данные послужили основой для расчета возраста исследованных раковин моллюсков (табл. 1, формула 1).

Таблица 1. Результаты радиохимического анализа и 230Th/ 234U-возраст образцов раковин моллюсков.

Как видно из приведенных в табл. 1 данных, удельная активность 232Th в исследованных образцах весьма незначительна, находясь фактически на уровне или чуть выше предела ее детектирования. Это свидетельствует о практически полном отсутствии терригенного обломочного материала в составе анализированных фракций раковин и выполнимости одной из теоретических предпосылок 230Th/U-датирования этих формаций (см. табл. 1).

Усредненная величина изотопного отношения активностей 234U/ 238U для открытых районов Мирового океана составляет 1.146±0.002 ( Chen et al., 1986 ). В шельфовых зонах океана и окраинных морях это отношение несколько выше. Например, в ископаемых раковинах моллюсков Каспийского и Черноморского побережий Кавказа значение 234U/238U варьирует в целом в пределах 1.2–1.5 и 1.0–1.4 соответственно ( Арсланов и др., 1976 ). В настоящей работе соотношение изотопов урана в большинстве случаев существенно выше и достигает 2 и даже несколько более (ЛУУ-13, 15, 16, табл. 1). Вероятно, изученные образцы (точнее, внутренние фракции раковин) нельзя, все-таки, рассматривать как полностью закрытые системы по отношению к урану. С определенной долей уверенности можно предполагать, что в течение времени с момента отложения и захоронения раковин моллюсков имело место дополнительное поступление изотопов урана в составе грунтовых вод в исследованные образцы. Экспериментально установлено, что в подземных водах величина 234U/ 238U оценивается интервалом 0.59–11.7, в континентальных поверхностных водах – 0.78–2.44 ( Chenery et al., 2002 ). В южной части ареала распространения вечной мерзлоты это соотношение, например, для вод Алданского щита получено от ~1.5 до ~3.3 ( Титаева, 2005 ), а для разных глубин водных горизонтов в районе г. Томска – от 1–2 до порядка 16 ( Tokarev et al., 2006 ). Не исключено, что достаточно высокие значения 234U/ 238Uв изученных раковинах являются результатом привноса в них урана в составе талых вод в периоды оптимизации климатических условий и оттаивания мерзлоты ( Tokarev et al., 2006 ). Эти процессы могли иметь место на протяжении последних как минимум ~180 тыс. лет (датировка образца ЛУУ-211 – 178.1±33.7/25.2 т. л., табл. 1) в межледниковые и межстадиальные времена. С этих позиций все полученные 230Th/U-датировки, скорее всего, в какой-то степени омоложены и не могут рассматриваться как окончательные.