Спектроскопия и физика монацита: состояние и перспективы использования в решении геохронологических проблем Урала
Abstract
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.
About the Authors
Сергей Вотяков
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Юлия Щапова
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Вера Хиллер
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Н. Виноградова
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Степан Главатских
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Алексей Поротников
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Ольга Галахова
Институт геологии и геохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Эмма Вовкотруб
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Виктор Стрекаловский
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Александр Ивановский
Институт химии твердого тела УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Михаил Кузнецов
Институт химии твердого тела УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Михаил Рыжков
Институт химии твердого тела УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
Елизавета Шалаева
Институт химии твердого тела УрО РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
1. 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.
2. 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.
3. Губанов В.А., Курмаев Э.З., Ивановский А.Л. Квантовая химия твердого тела. М.: Наука, 1984. 304 с.
4. 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.
5. Краснобаев А.А. Циркон как индикатор геологических процессов. М.: Наука, 1986. 152 с.
6. Ленных В.И. Метаморфические комплексы западного склона Урала // Доордовикская история Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. С. 3-40.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. Boatner L.A. Sinthesis, structure and properties of monazite, pretulite and xenotime // Phosphates. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. V. 48. P. 87-122.
11. 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.
12. 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.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. Gale J.D., Rohl A.L. The General Utility Lattice Program // Mol. Simul., 2003. V. 29. P. 291.
17. 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.
18. Montel J.-M., Foret S., Veschambre M. et al. Electron microprobe dating of monazite // Chem. Geol. 1996. V. 131. P. 37-53.
19. 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.
20. Ni Y., Hughes J.M., Mariano A.N. Crystal chemistry of the monazite and xenotime structures // Amer. Miner. 1995. V. 80. P. 21-26.
21. Podor R. Raman spectra of the actinide-bearing monazites // Eur. J. Mineral. 1995. V. 7. P. 1353-1360.
22. 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.
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. 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.
27. 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.
28. Spear F.S., Pyle J.M. Apatite, monazite, and xenotime in metamorphic rocks // Rev. Mineral. Geochem. 2002. V. 48. P. 293-335.
29. 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.
30. 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.
31. 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.
32. 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.
33. 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.
34. 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.
Review
For citations:
, , , , , , , , , , , , . LITHOSPHERE (Russia). 2012;(4):158-172. (In Russ.)
Views:
305
Email this article 