litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistrylitosphere-742Research ArticleСтатьиArticlesСпектроскопия и физика монацита: состояние и перспективы использования в решении геохронологических проблем УралаВотяковСергей ЛеонидовичVotyakov@igg.uran.ruЩаповаЮлия ВладимировнаShchapova@igg.uran.ruХиллерВера ВитальевнаKhiller@igg.uran.ruВиноградоваН. С.noemail@neicon.ruГлаватскихСтепанnoemail@neicon.ruПоротниковАлексей Владимировичnoemail@neicon.ruГалаховаОльга Львовнаnoemail@neicon.ruВовкотрубЭммаnoemail@neicon.ruСтрекаловскийВикторnoemail@neicon.ruИвановскийАлександрnoemail@neicon.ruКузнецовМихаилnoemail@neicon.ruРыжковМихаилnoemail@neicon.ruШалаеваЕлизаветаnoemail@neicon.ruИнститут геологии и геохимии УрО РАНRussian FederationИнститут высокотемпературной электрохимии УрО РАНRussian FederationИнститут химии твердого тела УрО РАНRussian Federation20121502201904158172Copyright © Вотяков С.Л., Щапова Ю.В., Хиллер В.В., Виноградова Н.С., Главатских С., Поротников А.В., Галахова О.Л., Вовкотруб Э., Стрекаловский В., Ивановский А., Кузнецов М., Рыжков М., Шалаева Е., 20192019Вотяков С.Л., Щапова Ю.В., Хиллер В.В., Виноградова Н.С., Главатских С., Поротников А.В., Галахова О.Л., Вовкотруб Э., Стрекаловский В., Ивановский А., Кузнецов М., Рыжков М., Шалаева Е.Вотяков С.Л., Щапова Ю.В., Хиллер В.В., Виноградова Н.С., Главатских С., Поротников А.В., Галахова О.Л., Вовкотруб Э., Стрекаловский В., Ивановский А., Кузнецов М., Рыжков М., Шалаева Е.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/742

Представлены результаты исследований в области микрозондового химического датирования U-Th-содержащих минералов; на примере ряда уральских монацитов рассмотрены особенности их кристаллохимии и радиационного разупорядочения. Показано, что изучение состава, зональности, изоморфизма и спектроскопических свойств монацитов - необходимые этапы, предшествующие химическому датированиию и создающие основу для выявления возрастной гетерогенности зерен. В ряде случаев они позволяют констатировать факт вторичных преобразований минералов с отбраковкой части аналитических данных для повышения корректности определения возраста. Представляется, что классический метод химического датирования в микрозондовом варианте и сегодня не утратил своей перспективности на фоне широко используемых изотопных подходов как первичный и низкозатратный экспресс-метод.

химическое датированиеU-Th-содержащие минералыспектроскопиямонацитReferencesВотяков С.Л., Хиллер В.В., Щапова Ю.В., Поротников А.В. Моделирование временной эволюции U-Th-Pb-системы как основа для химического микрозондового датирования минералов-концентраторов урана и тория // Докл. АН. 2011. Т. 437, № 4. С. 526-529.Вотяков С.Л., Хиллер В.В., Щапова Ю.В., Поротников А.В. Моделирование временной эволюции U-Th-Pb-системы как основа для химического микрозондового датирования минералов-концентраторов урана и тория // Докл. АН. 2011. Т. 437, № 4. С. 526-529.Вотяков С.Л., Щапова Ю.В., Хиллер В.В. Кристаллохимия и физика радиационно-термических эффектов в ряде U-Th-содержащих минералов как основа для их химического микрозондового датирования / Отв. ред. Н.П. Юшкин. Екатеринбург: 2011. 340 с.Вотяков С.Л., Щапова Ю.В., Хиллер В.В. Кристаллохимия и физика радиационно-термических эффектов в ряде U-Th-содержащих минералов как основа для их химического микрозондового датирования / Отв. ред. Н.П. Юшкин. Екатеринбург: 2011. 340 с.Губанов В.А., Курмаев Э.З., Ивановский А.Л. Квантовая химия твердого тела. М.: Наука, 1984. 304 с.Губанов В.А., Курмаев Э.З., Ивановский А.Л. Квантовая химия твердого тела. М.: Наука, 1984. 304 с.Замятин Д.А., Щапова Ю.В., Вотяков С.Л. и др. Структура и термодинамические свойства твердых растворов циркон-коффинит по данным полуэмпирического атомистического моделирования // Ежегодник-2008. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 156. Екатеринбург, 2009. С. 303-311.Замятин Д.А., Щапова Ю.В., Вотяков С.Л. и др. Структура и термодинамические свойства твердых растворов циркон-коффинит по данным полуэмпирического атомистического моделирования // Ежегодник-2008. Тр. ИГГ УрО РАН. Вып. 156. Екатеринбург, 2009. С. 303-311.Краснобаев А.А. Циркон как индикатор геологических процессов. М.: Наука, 1986. 152 с.Краснобаев А.А. Циркон как индикатор геологических процессов. М.: Наука, 1986. 152 с.Ленных В.И. Метаморфические комплексы западного склона Урала // Доордовикская история Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. С. 3-40.Ленных В.И. Метаморфические комплексы западного склона Урала // Доордовикская история Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. С. 3-40.Хиллер В.В. Состав, кристаллохимия, эволюция U-Th-Pb-системы ряда минералов-геохронометров по данным экспериментального исследования и компьютерного моделирования. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2010. 23 с.Хиллер В.В. Состав, кристаллохимия, эволюция U-Th-Pb-системы ряда минералов-геохронометров по данным экспериментального исследования и компьютерного моделирования. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2010. 23 с.Щапова Ю.В., Вотяков С.Л., Кузнецов М.В., Ивановский А.Л. Влияние радиационных дефектов на электронную структуру циркона по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии // Ж. структурной химии. 2010. Т. 51, № 4. С. 687-682.Щапова Ю.В., Вотяков С.Л., Кузнецов М.В., Ивановский А.Л. Влияние радиационных дефектов на электронную структуру циркона по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии // Ж. структурной химии. 2010. Т. 51, № 4. С. 687-682.Averill F.V., Ellis D.E. An efficient numerical multicenter basis set for molecular orbital calculations: Applications to FeCl4J // Chem. Phys., 1977. V. 59. P. 6412-6418.Averill F.V., Ellis D.E. An efficient numerical multicenter basis set for molecular orbital calculations: Applications to FeCl4J // Chem. Phys., 1977. V. 59. P. 6412-6418.Boatner L.A. Sinthesis, structure and properties of monazite, pretulite and xenotime // Phosphates. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. V. 48. P. 87-122.Boatner L.A. Sinthesis, structure and properties of monazite, pretulite and xenotime // Phosphates. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. V. 48. P. 87-122.Bregiroux D., Terra O., Audubert F. et al. Solid state synthesis of monazite-type compounds containing tetravalent elements // Inorg. Chem. 2007. V. 46, № 24. P. 10372-10382.Bregiroux D., Terra O., Audubert F. et al. Solid state synthesis of monazite-type compounds containing tetravalent elements // Inorg. Chem. 2007. V. 46, № 24. P. 10372-10382.Cocherie A., Albarede F. An improved U-Th-Pb age calculation for electron microprobe dating of monazite // Geochim. Cosmoch. Acta. 2001. V. 65, № 24. P. 4509-4522.Cocherie A., Albarede F. An improved U-Th-Pb age calculation for electron microprobe dating of monazite // Geochim. Cosmoch. Acta. 2001. V. 65, № 24. P. 4509-4522.Cocherie A., Legendre O., Peucat L.L., Kouamelan A.N. Geochronology of polygenetic monazites constrained by in situ electron microprobe Th-U-total lead determination: Implications for lead behavior in monazite // Geochim. Cosmoch. Acta. 1998. V. 62. P. 2475-2497.Cocherie A., Legendre O., Peucat L.L., Kouamelan A.N. Geochronology of polygenetic monazites constrained by in situ electron microprobe Th-U-total lead determination: Implications for lead behavior in monazite // Geochim. Cosmoch. Acta. 1998. V. 62. P. 2475-2497.Ewing R.C., Meldrum A., Wang L. et al. Radiation effects in zircon // Zircon. Reviews in Mineralogy and Geochemistry / eds. J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin. 2003. V. 53. P. 387-425.Ewing R.C., Meldrum A., Wang L. et al. Radiation effects in zircon // Zircon. Reviews in Mineralogy and Geochemistry / eds. J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin. 2003. V. 53. P. 387-425.Fireston R.B., Shirley V.S., Baglin C.M. et al. Table of isotopes. 8-th ed. New York: John Wiley & Sons, 1996. 3168 p.Fireston R.B., Shirley V.S., Baglin C.M. et al. Table of isotopes. 8-th ed. New York: John Wiley & Sons, 1996. 3168 p.Gale J.D., Rohl A.L. The General Utility Lattice Program // Mol. Simul., 2003. V. 29. P. 291.Gale J.D., Rohl A.L. The General Utility Lattice Program // Mol. Simul., 2003. V. 29. P. 291.Ludwig K.R. Users manual for ISOPLOT/EX, version 2. A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center: Spec. Pub. № 1a, 1999. 120 p.Ludwig K.R. Users manual for ISOPLOT/EX, version 2. A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center: Spec. Pub. № 1a, 1999. 120 p.Montel J.-M., Foret S., Veschambre M. et al. Electron microprobe dating of monazite // Chem. Geol. 1996. V. 131. P. 37-53.Montel J.-M., Foret S., Veschambre M. et al. Electron microprobe dating of monazite // Chem. Geol. 1996. V. 131. P. 37-53.Nasdala L., Ruschel, K., Rhede, D. et al. Phase decomposition upon alteration of radiation-damaged monazite-(Ce) from Moss, Шstfold, Norway // 2010. Chimia. V. 64. P.705-711.Nasdala L., Ruschel, K., Rhede, D. et al. Phase decomposition upon alteration of radiation-damaged monazite-(Ce) from Moss, Шstfold, Norway // 2010. Chimia. V. 64. P.705-711.Ni Y., Hughes J.M., Mariano A.N. Crystal chemistry of the monazite and xenotime structures // Amer. Miner. 1995. V. 80. P. 21-26.Ni Y., Hughes J.M., Mariano A.N. Crystal chemistry of the monazite and xenotime structures // Amer. Miner. 1995. V. 80. P. 21-26.Podor R. Raman spectra of the actinide-bearing monazites // Eur. J. Mineral. 1995. V. 7. P. 1353-1360.Podor R. Raman spectra of the actinide-bearing monazites // Eur. J. Mineral. 1995. V. 7. P. 1353-1360.Podor R., Cuney M. Experimental study of Th-bearing LaPO4 (780°C, 200 MPa): Implications for monazite and actinide orthophosphate stability // Amer. Miner. 1997. V. 82. P. 765-771.Podor R., Cuney M. Experimental study of Th-bearing LaPO4 (780°C, 200 MPa): Implications for monazite and actinide orthophosphate stability // Amer. Miner. 1997. V. 82. P. 765-771.Reviews in mineralogy and geochemistry. Phosphates: Geochemical, Geobiological, and Materials Importance / Eds.: M.L. Kohn, J. Rakovan, J.M. Hughes. Mineralogical society of America. 2002. V. 48. 742 p.Reviews in mineralogy and geochemistry. Phosphates: Geochemical, Geobiological, and Materials Importance / Eds.: M.L. Kohn, J. Rakovan, J.M. Hughes. Mineralogical society of America. 2002. V. 48. 742 p.Rhede D., Wendt I., Forster H.-J. A three-dimensional method for calculating independent chemical U/Pb- and Th/Pb-ages of accessory minerals // Chem. Geol. 1996. V. 130. P. 247-253.Rhede D., Wendt I., Forster H.-J. A three-dimensional method for calculating independent chemical U/Pb- and Th/Pb-ages of accessory minerals // Chem. Geol. 1996. V. 130. P. 247-253.Seydoux-Guillaume A.M., Paquette J.L., Wiedenbeck M. et al. Experimental resetting of the U-Th-Pb systems in monazite // Chem. Geol. 2002. V. 191. P. 165-181.Seydoux-Guillaume A.M., Paquette J.L., Wiedenbeck M. et al. Experimental resetting of the U-Th-Pb systems in monazite // Chem. Geol. 2002. V. 191. P. 165-181.Seydoux-Guillaume A.M., Wirth R., Deutsch A., Scharer U. Microstructure of 24-1928 Ma concordant monazites; implications for geochronology and nuclear waste deposits // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. V. 68, № 11. Р. 2517-2527.Seydoux-Guillaume A.M., Wirth R., Deutsch A., Scharer U. Microstructure of 24-1928 Ma concordant monazites; implications for geochronology and nuclear waste deposits // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. V. 68, № 11. Р. 2517-2527.Soulet S., Carpena J., Chaumont J. et al. Simulation of the α-annealing effect in apatitic structures by He-ion irradiation: Influence of the silicate/phosphate ratio and of the OH/F substitution // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2001. V 184. P. 383-390.Soulet S., Carpena J., Chaumont J. et al. Simulation of the α-annealing effect in apatitic structures by He-ion irradiation: Influence of the silicate/phosphate ratio and of the OH/F substitution // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2001. V 184. P. 383-390.Spear F.S., Pyle J.M. Apatite, monazite, and xenotime in metamorphic rocks // Rev. Mineral. Geochem. 2002. V. 48. P. 293-335.Spear F.S., Pyle J.M. Apatite, monazite, and xenotime in metamorphic rocks // Rev. Mineral. Geochem. 2002. V. 48. P. 293-335.Suzuki K., Adachi M. Denudation history of the high T/P Ryoke metamorphic belt, southwest Japan: constraints from CHIME monazite ages of gneisses and granitoids // J. Metamorph. Geol. 1998. V. 16. P. 23-37.Suzuki K., Adachi M. Denudation history of the high T/P Ryoke metamorphic belt, southwest Japan: constraints from CHIME monazite ages of gneisses and granitoids // J. Metamorph. Geol. 1998. V. 16. P. 23-37.Suzuki K., Adachi M., Tanaka T. Middle Precambrian provenance of Jurassic sandstone in the Mino Terrane, central Japan: Th-U-total Pb evidence from an electron microprobe monazite study // Sediment. Geol. 1991. V. 75. P. 141-147.Suzuki K., Adachi M., Tanaka T. Middle Precambrian provenance of Jurassic sandstone in the Mino Terrane, central Japan: Th-U-total Pb evidence from an electron microprobe monazite study // Sediment. Geol. 1991. V. 75. P. 141-147.Suzuki K., Kato T. CHIME dating of monazite, xenotime, zircon and polycrase: Protocol, pitfalls and chemical criterion of possibly discordant age data // Gondwana Research. 2008. V. 14. P. 569-586.Suzuki K., Kato T. CHIME dating of monazite, xenotime, zircon and polycrase: Protocol, pitfalls and chemical criterion of possibly discordant age data // Gondwana Research. 2008. V. 14. P. 569-586.Terra O., Dacheux N., Clavier N. et al. Preparation of Optimized Uranium and Thorium Bearing Brabantite or Monazite/Brabantite Solid Solutions // J. Amer. Ceram. Soc. 2008. V. 91, № 11. P. 3673-3682.Terra O., Dacheux N., Clavier N. et al. Preparation of Optimized Uranium and Thorium Bearing Brabantite or Monazite/Brabantite Solid Solutions // J. Amer. Ceram. Soc. 2008. V. 91, № 11. P. 3673-3682.Weber W.J., Ewing R.C., Wang L.M. The radiation- induced crystalline-to-amorphous transition in zircon // J. Mater. Research. 1994. V. 9. P. 688-698.Weber W.J., Ewing R.C., Wang L.M. The radiation- induced crystalline-to-amorphous transition in zircon // J. Mater. Research. 1994. V. 9. P. 688-698.Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U. The stopping and range of ions in solids. New York: Pergamon press, 1985. V. 1. 321 p.Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U. The stopping and range of ions in solids. New York: Pergamon press, 1985. V. 1. 321 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.