Рубидий-стронциевый метод

 

Основан на на бета-распаде изотопа рубидия ⁸⁷Rb и превращении его в изотоп стронция ⁸⁷Sr. Для определения возраста измеряют отношения ⁸⁷Sr /⁸⁷Rb в рубидийсодержащих минералах. А поскольку рубидий является близким геохимическим аналогом кальция, то используют калиевые породообразующие минералы, такие как полевые шпаты и слюды. В природном рубидии содержится 27.2% изотопа ⁸⁷Rb. Поскольку ⁸⁷Rb распадается очень медленно, в рубидий (калий) содержащих минералах содержится очень мало его дочернего изотопа – ⁸⁷Sr. Поэтому использование этого метода требует высокой точности анализа.

 

Уран-торий-свинцовый метод

 

Метод основан на измерении соотношения количества дочерних (радиогенных) изотопов свинца и материнских изотопов урана и тория. Уран-238 дает свинец-208, уран-235 – свинец-207 и торий-232 – свинец-208. Поэтому возраст уран-ториевых минералов можно вычислить по четырем независимым изотопным отношениям:

 

²⁰⁶Pb/²³⁸U, ²⁰⁷Pb/²³⁵U, ²⁰⁸Pb/²³²Th, ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb

 

Для первых трех отношений испоьзуются соответственные константы распада, а для последнего кроме того, используют то обстоятельство, что в горных породах и минералах соотношение изотопов ²³⁵U: ²³⁸U практически постоянно и равно 1: 137.7.

Самарий-неодимовый метод. Метод разработан сравнительно недавно Де Паоло и Вассербургом в США. Он основан на a -распаде ¹⁴⁷Sm и превращении его в ¹⁴³Nd. Радиоактивного изотопа ¹⁴⁷Sm в природном самарии 14.97%, ¹⁴³Nd в природном неодиме 12.7%. Оба элемента относятся к группе редкоземельных, имеют почти одинаковые геохимические свойства и встречаются совместно в одних и тех же минералах.

Низкая скорость распада ¹⁴⁷Sm приводит к очень малому накоплению радиогенного изотопа неодима-143, что требует исключительно чувствительных и точных аналитических определений. Этот метод имеет преимущество перед другими методами. Оно состоит в том, что родоначальный и радиогенный изотопы по своим геохимическим свойствам чрезвычайно близки, поэтому их миграция протекает одинаково, не нарушая радиоактивного равновесия в самой минеральной системе.

 

Стабильные изотопы

 

Стабильных изотопов известно около 300. Из них состоит большинство химических элементов. Наиболее распространены изотопы, имеющие относительно устойчивые ядра с четным числом протонов и нейтронов.

Элементами с изотопными вариациями, достаточными для их количественного измерения, являются водород, гелий, бор, углерод, азот, кислород, кремний и молибден. Эти вариации обусловлены рядом причин. Рассмотрим их на примере водорода, углерода, кислорода и серы.