Изотопный состав углерода пород и различных объектов Земли

Объект	σС13, %о
Морские карбонаты	+4,5 до -5
Углистые хондриты, алмазы, карбонатиты	-6
Морские растения	-14
Растения пустынь и тропиков	-16,5 до –28
Железные метеориты	-22
Изверженные породы	-22,7
Сланцы	-29,2
Угли ископаемые	-22 до -27
Нефти	-25 до –35
Живое вещество	-12 до –30
Битумы из изверженных пород	-30
Природный газ (метан)	-40 до -75

Изотопный состав углерода используется для решения вопросов, касающихся источника рудообразующих растворов, генезиса минералов горных пород, нефти, для реконструкции условий осадконакопления в древних бассейнах и др.

ЛЕКЦИЯ №11

Головні положення ізотопної геохімії. Практичне значення ізотопної геохімії

1. Изотопы кислорода и их практическое значение

2. Изотопы свинца и их практическое значение

3. Изотопы серы и их практическое значение

1. Изотопы кислорода и их практическое значение

Изотопы кислорода. Кислород в природе представлен 3 изотопами:

О¹⁶=99,759%

О¹⁷=0,0374%

О¹⁸=0,203%

Изучается соотношение О¹⁸/О¹⁶

σО¹⁸=[(О¹⁸/О¹⁶ обр./(О¹⁸/О¹⁶)ст.-1]х1000, %о

За стандарт принята стандартная среднеокеаническая вода (SMOW), О¹⁸/О¹⁶=1993,4х 10^-6 и О¹⁶/О¹⁸=501,7.

10%о - это значит, что газ содержит на 1% больше О¹⁸, чем стандарт.

Наибольшим постоянством изотопного состава кислорода отличаются магматические породы Земли, Луны и каменные метеориты. Заметные колебания изотопного состава кислорода характерны для осадочных и метаморфических пород как продуктов седиментации в водной среде с последующим метаморфизмом. Но наибольшие колебания изотопного состава кислорода отмечаются в летучих и подвижных веществах, в частности в природных водах, вулканических газах и органическом веществе.

Анализ изотопных отношений кислорода в минералах и их жидких включениях позволяет получать сведения о температурах формирования минералов. Изотопные соотношения также используются для выяснения происхождения вод, из которых осаждались рудные минералы.

Вариации из кислорода земных объектов определяют температуру среды образования. Чем выше температура, тем меньше различия в составе продуктов реакции.

В настоящее время считается, что минерал, образовавшийся при любой температуре, является закрытой системой. Это послужило основанием для палеотермии, которая основана на том, что, полагая неизмененным изотопный состав кислорода океана за последние 500 млн. лет, содержание σО¹⁸ в карбонатах скелетов различных моллюсков рассматривается как функция температуры древнего моря.

Формула Эпштейна:

t=14,8-5,41 σО¹⁸

Первичный состав О отвечает составу метеоритов ультраосновных пород ювенильных вод.

Облегчение кислородом океанических вод возникает в результате мощных экзогенных процессов на Земле, в первую очередь, осадкообразования, при этом в осадок уходит более тяжелый кислород, а в воде остается легкий.

Изотопы кислорода применяются для определения температуры образования по паре одновременно образовавшихся минералов в идентичных условиях (используются специальные диаграммы). Применяется также для решения генетических вопросов рудообразования и петрологии.

Изотопный состав кислорода в породах и водах (по Донцовой)

Объект	σО18, %о
Атмосферные воды	-7
Вода океанов	0
Ювенильные воды	6,75
Метеориты	6,40
Ультраосновные породы	5,9+-0,5
Щелочные породы	8+-0,5
Кислые породы	6,14
Метаморфические породы	6,18
Осадочные породы	12,36