Умумий ва тарихий геология

Магматик тоғ жинсларида радиоактив элементларнинг тарқалиши ва уларнинг парчаланишндан ажралган иссиқлик (А. П, Вицоградов, 1965)

Тоғ жинслари	Радиоактив элементлар миқдори				Ажралувчи иссиқлик кал. да
	Ка	1)	ТЬ'	К
Нордон Асосли Ультра асосли	1,3.10-^12 0,3- 101^12 ?	4, 0-10 -^6 1,1-10-^6 0,6.10-^6	13,8-10^6 4,0-10-^6 2,0- Ю-^6	2,8.10~^2 1,6-10-^2 0,-104-^2	4,3- 10~^131,6 -10~^180,7- 10~^13

парчаланиш (электронли ва позитронли); г) электрон қамраш; д) изомерли ўтишлар;е) атом ядроларининг бўлиниши.
Радиоактив ўзгаришлар процесси радиоактив элементларнинг ҳар бир атом тури учун ўзгармас тезлик билан ўтади. Бу тезлик ер пўсти қатламларидаги температура ва босимга, магнит ҳамда электр майдонларининг ўзгаришларига боғлиқ бўлмайди. Шунинг учун тоғ жинсларидаги радиоактив элементлар ва уларнинг парчаланишндан ҳосил бўлган маҳсулотлар миқдори вақт эталони бўлиб хизмат қилиши мумкин. Уларга вакт сақловчи, геохронологик соатлар сифатида қараш мумкин. Радиоактив процесслардан геологик вақт эталони сифатида фойдаланиш мумкинлига тўғрисидаги ғояни дастлаб Пьер Кюри билан Э. Резерфордлар (XX аср бошлари) илгари сурган эдилар. Бу ниҳоятда кенг амалий аҳамиятга эга бўлди. Совет олимларидан В. И. Вернадский, В. Г. Хлопин, Қ. А. Ненадкевич, А. А. Полканов, И. Е. Старик, А. П. Виноградов.(19б5), Э. К Герлинг ва бошқалар ҳам бу соҳада актив қатнашдилар. Ҳозирги вақтда геологик вақтни аниқлаш мақсадида фойдаланиш мумкин бўлган кўпгина радиаоктив процесслар маълумдир.
Радиоактивэлементларнинг табиатда тарқалиши. Кенг кўламда олиб борилган илмий тадқиқот ишлари туфайли барча тоғ жинсларида радиоактив элементлар борлиги аниқланди.
Магматик тоғ жинслари эиг юқори радиоактивликка эга. Метаморфик жинслар эса радиоактивлик жиҳатдан чўкинди ва отқинди жинслар ўртасида оралиқ ҳолатни эгаллайди.
Ер пўстида уран, радий ва торий элементлари тарқоқ ҳолда учрайди. Булар ер пўстининг юқори (25—30 см) қисмларида, асосан гранит қатламида тўпланган бўлиб, минерал сифатида кам учрайди.
Табиатда уран, радий ва торийдан радиоактивлиги ортиқроқ бўлган калий кўп тарқалган ва ер пўстидаги элементларнинг 2,6% ини ташкил этади. Калий тоғ жинсларида тез-тез учраб турадиган калийли минералларни ҳосил қилади. Бундан ташқари, у турли туз конларида сильвинит, карналлит каби минераллар таркибида ҳам учрайди.
Химиявий ва радиоактив хоссаси билан калийга ўхшаб кетадиган рубидий элементи табиатда ундан камроқ таркалган. У кўпинча рубидийли минераллар, кўкиш-барикарам рангли минерал амазонит, пушти-бинафша ранг литийли слюда-лепидолит каби калийга бой минераллар таркибига аралашма ҳолида киради. У мазкур минералларда 3% га қадар бўлиши мумкин.
Абсолют ёшни аниқлашнинг радиоактив методи. Юқорида айтиб ўтилганидек, радиоактив элементлар бир томондан ўз-ўзидан парчаланиш хусусияти билан, иккинчи томондан-унинг атрофидаги моддаларга таъсир кўрсатиши билан характерланади.
Мазкур метод икки хил: 1) радиоактив парчаланиш процессининг ўзига қараб ҳисоб килинадиган вақтга асосланган бирламчи метод ва 2) радиоактив нурланишларнинг узоқ муддат таъсир зтиши натижасида рўй берадиган ҳодисаларни ўрганишга асосланган иккиламчи метод Бу методда вакт нурланишнинг таъсир кучига караб ҳисоблаб чикарилади.
Иккиламчи радиоактив методнинг амалий ахамияти кам бўлганлиги учун бу метод устида тўхтаб ўтирмаймиз. Тоғ жинслари абсолют ёшини аниқлашнннг бирламчи радиоактив методи радиоактив элемент парчаланган вақтида тўпланган турғун маҳсулотнинг шу элементнинг парчаланишидан қолган миқдорига бўлган нисбати билан аникланишига асосланган.
Ҳозирги вақтда тоғ жинсларининг абсолют ёши уран-қўрғошинли калий-аргонли, рубидий-стронцийли, уран-гелийли, бирмунча ёш жинслар учун углеродли ва уран-ионийли методлар ёрдамида аниқланмоқда. Бу методлар назарий ва амалий пухта ишлаб чиқилган Шунинг учун ҳам улар геологик ишларда кенг фойдаланиладиган методлардан ҳисобланади. .
Қуйида биз бу методларнинг баъзилари билан қисқача танишиб чиқамиз.

Одатдаги кўрғошин атом оғирлиги 206, 207 ва 208 бўлган уч хил изотопларнинг аралашмасидан иборат бўлиб, унда парчаланиш маҳсулоти ҳисобланмаган озгина кўрғошин—204 ҳам аралашган бўлади. Бу жуда кулай ҳолатдир. Чунки башарти радиоактив минералдан ажратиб олинган қўрғошинда қўрғошин—204 топилса, минералда қўрғошин қанча борлиги маълум бўлади.

Юқорида айтиб ўтилганидек, абсолюг ёш анигуташнинг уран- қўрғошинли методи ҳосил бўлган қўрғошин миқдорининг дастлабки радиоактив элемент уран микдорига нисбатини ўрганишга асосланган.
Минералнинғ ёшини топиш учун химиявий методлар ёрдамида ундаги уран ёки торий ва қўрғошин миқдори аниқланади.
Минераллардан ажратиб олинган қўрғошин таркибидаги 204, 206, 207 ва 208 изотопларнинг миқдорини аниқлашда массаспектрометр деган асбобдан фойдаланилади.
Шундай қилиб, минералдан ажратиб олинган қўрғошнннинг миқдори ва изотоп таркиби, шунингдек минералдаги уран ёки торий миқдори аниқланиб унинг ёшн ҳисоблаб чиқарилади.
Агар минералда уран ёки торий кўп бўлиб, унинг ёши камида 30 млн йилга яқин бўлганида қўрғошннли мегод яхши натижа беради. Юқоридаги нисбатлар билан ҳисобланган абсолют ёш қийматларининг бир-бирига мос келганлиги минералларнинг ёшини кўрғошинли метод билан аниқлашнинг тўғри эканлигини кўрсатади. Мазкур метод факат уранли минералларгагина эмас, шу билан бирга торийли минералларга ҳам ярайди.
Тоғ жинси таркибидаги минералларнинг ёшига қараб тоғ жинсининг ҳам ёши аниқланади. Мазкур метод магматик жинслар ва у билан боғлиқ бўлган рудали конларнинг ёшнни аниқлашда ишонарли натижа беради.
Калий-аргонли метод, тоғ жинслари ва минералларнинг абсолют геологик ёшини аниқлашда энг ёш методлардан ҳисобланади. Бироқ ундан калийли минераллар: слюдалар, амфиболлар, калийли дала шпатлари ва глакуонитлар ёрдамида Ер ёшини аниқлашда яхши фойдаланила бошланди.
Мазкур метод атом оғирлиги 40 бўлган калий изотопини электрон қамраш йўли билан худди шу атом оғирлигига эга бўлган аргон газига айлантиришга асосланган.
Табиий калий атом оғирликлари 39, 40 ва 41 бўлган калий изотопларидан таркиб топган. Кам учрайдиган калий 40 изотопининг радиоактивлиги суст бўлиб, у ўз-ўзидан парчаланиб, атом оғирлиги 40 бўлган кальций изотопига ва атом оғирлиги 40 бўлган аргон изотопига айланади.
Табиатан аргон атмосферада учрайди ва ундаги барча газларнинг 0,93% ини ташкил этади.
Радиоактив парчаланишда хосил бўлувчи аргон атмосфера таркибидаги аргондан атом оғирликлари 36 ва 38 га тенг бўлган бирмунча енгил изотоплари йўқлиги билан фарқ қилади.
Текширилаётган минералнинг ёки тоғ жинсининг ёшини ҳисоблаб чиқариш учун унинг таркибида радиоген-аргон ва калий қанча эканлигини билиш зарур.
Минералларда радиоген-аргон канча эканлигини аниклаш учун хилма-хил қурилмалар ва методлардан фойдаланилади.
Бу методлардан бирини кўриб чикамиз.
Минерал юқори температурада (1300°—1500° С) қиздирилганида ундаги газлар билан биргаликда аргон ҳам ажралиб чиқади. Аргон химиявий бирикмалар бера олмаслиги туфайли ундан хилма-хил моддалар билан реакцияга кирувчи бошқа газларни ажратиб олиш мумкин. Шундай қилиб, минералдан ажратилган аргон микдорини икки хил усул билан: 1) ажратилган аргоннинг ҳажмини ўлчаш усули ва 2) изотоп аралаштириш деб аталувчи усул билан аниқлаш мумкин. Бу методда анализ қилинаётган аргон 40 газига шу элементнинг ер пўстидаги изотоп таркибидан фарқ қилувчи аргон 36 изотопининг маълум миқдори киритилади. Шунда индикатор (нишон) сифатида киритилган норадиоактив аргон—36 изотопи миқдорига қараб, аралашмадаги изотоп таркибининг ўзгариши бўйича текширилаётган намунада бизни қизиқтираётган аргон 40 изотопининг миқдорини ҳисоблаб чиқариш мумкин. Масса—спектрометр ёрдамида калийнингқанча эканлиги химиявий йўл билан аниқланади. Калий 40 оддий калийнинг 0,0122% ини ташкил этади.
Шундай қилиб, текширилаётган намунада аргон 40 ва калий 40 миқдори аниқланиб, минералнинг абсолют ёшини ҳисоблаб чиқарилади.
Табиатда калийли минераллар кўп тарқалгандиги геологик тадқиқотларда калий-аргонли методдан кенгроқ фойдаланишга имкон беради.
Бинобарин, калий-аргонли метод таркибида калий минерали бўлган турли хил тоғ жинсларининг абсолют ёшини аниқлашга имкон беради.
Ер пўстини ташкил қилувчи қатламларнннг абсолют ёшини аниқлашда Ўзбекистон Фанлар академияси геология институтининг илмий ходимлари олиб борган илмий тадқиқотлар муҳим аҳамиятга эга. Бу сохада шу геология институтининг директори, геология ва минералогия фанлари доктори, Ўзбекистон Фанлар академиясининг академиги И. Ҳ. Ҳамробоев, геология-минерология фанлари кандидати Ф. А. Асқаровларнинг Ғарбий Ўзбекистондаги магматик жинсларнинг абсолют ёшини аниқлашлари яхши натижалар берди. Магматик жинсларнинг абсолют ёши махсус лабораторияларда жуда пухта аниқланади.
Радиоактивлик ҳодисасининг кашф этилиши ва унинг табиий фанларда қўлланилиши планетамнзда рўй берган ва бераётган турли геологик процессларни ўрганишда жуда муҳим аҳамиятга эгадир.
Абсолют геохронология соҳасида олиб борилаётган илмий тадқиқотларнинг назарий ахамиятидан ташқари, амалий ахамияти ҳам жуда каттадир. Бинобарин, бундай тадқикот тоғ жинсларининг, рудали конларнинг пайдо бўлган вақтини аниқлашга ва улар ўртасидаги алоқани белгилашга имкон беради. Бу масалаларнинг ҳал этилиши улар билан боғлиқ фойдали қазилмаларни қидириб топишга ёрдам беради. Ҳозирги вақтда ер пўстини радиоактив методлар ёрдамида аниқланган ёши 4-10⁹ йил Ер шариники (пайдо бўлган вақтдан) 5,5-10⁹ йил деб қабул қилинган.