Коллектив авторов - Строение и история развития литосферы

где λ 230и λ 234– постоянные распада 230Th и 234U; 230Th, 234U и 238U – активности этих изотопов, измеренные в изучаемой пробе. Расчет возраста по формуле (1) позволяет учесть также и долю 230Th, накопившуюся в образце из распадающегося во времени избыточного 234U (над равновесным с ним 238U) с момента включения урана в карбонатную структуру раковины.

В работах ( Арсланов и др. 1976; Arslanov, Tertychny, Kuznetsov et al., 2002, 2002 ) показано, что в большинстве изученных этими авторами раковин моллюсков из трансгрессивных отложений Каспийского, Черного, Баренцева и Белого морей только самая внутренняя фракция образцов представляет собой закрытую геохимическую систему по отношению к урану и торию. Поэтому в настоящем исследовании на первой стадии радиохимического анализа 2/3 массы пробы (внешний и промежуточный слои) растворялись рассчитанным количеством азотной кислоты, а полученный раствор отбрасывался. Выделение изотопов урана и тория из остатка (внутренняя фракция) осуществлялось в соответствии с радиохимической методикой, приведенной в работе ( Arslanov, Tertychny, Kuznetsov et al., 2002 ). Остаток пробы весом в несколько грамм переводился в раствор с помощью HNO 3(1:1). Далее проводилось разделение и очистка изотопов урана и тория методом анионной хроматографии, с последующим электроосаждением урановой и ториевой фракции (каждой в отдельности) из спиртового раствора на Pt-мишени. Альфа-спектрометрические измерения для определения содержаний (активностей) 238U, 234U, 232Th, 230Th осуществлялись в течение нескольких дней. Полученные таким образом данные послужили основой для расчета возраста исследованных раковин моллюсков (табл. 1, формула 1).

Таблица 1. Результаты радиохимического анализа и 230Th/ 234U-возраст образцов раковин моллюсков.

Как видно из приведенных в табл. 1 данных, удельная активность 232Th в исследованных образцах весьма незначительна, находясь фактически на уровне или чуть выше предела ее детектирования. Это свидетельствует о практически полном отсутствии терригенного обломочного материала в составе анализированных фракций раковин и выполнимости одной из теоретических предпосылок 230Th/U-датирования этих формаций (см. табл. 1).

Усредненная величина изотопного отношения активностей 234U/ 238U для открытых районов Мирового океана составляет 1.146±0.002 ( Chen et al., 1986 ). В шельфовых зонах океана и окраинных морях это отношение несколько выше. Например, в ископаемых раковинах моллюсков Каспийского и Черноморского побережий Кавказа значение 234U/238U варьирует в целом в пределах 1.2–1.5 и 1.0–1.4 соответственно ( Арсланов и др., 1976 ). В настоящей работе соотношение изотопов урана в большинстве случаев существенно выше и достигает 2 и даже несколько более (ЛУУ-13, 15, 16, табл. 1). Вероятно, изученные образцы (точнее, внутренние фракции раковин) нельзя, все-таки, рассматривать как полностью закрытые системы по отношению к урану. С определенной долей уверенности можно предполагать, что в течение времени с момента отложения и захоронения раковин моллюсков имело место дополнительное поступление изотопов урана в составе грунтовых вод в исследованные образцы. Экспериментально установлено, что в подземных водах величина 234U/ 238U оценивается интервалом 0.59–11.7, в континентальных поверхностных водах – 0.78–2.44 ( Chenery et al., 2002 ). В южной части ареала распространения вечной мерзлоты это соотношение, например, для вод Алданского щита получено от ~1.5 до ~3.3 ( Титаева, 2005 ), а для разных глубин водных горизонтов в районе г. Томска – от 1–2 до порядка 16 ( Tokarev et al., 2006 ). Не исключено, что достаточно высокие значения 234U/ 238Uв изученных раковинах являются результатом привноса в них урана в составе талых вод в периоды оптимизации климатических условий и оттаивания мерзлоты ( Tokarev et al., 2006 ). Эти процессы могли иметь место на протяжении последних как минимум ~180 тыс. лет (датировка образца ЛУУ-211 – 178.1±33.7/25.2 т. л., табл. 1) в межледниковые и межстадиальные времена. С этих позиций все полученные 230Th/U-датировки, скорее всего, в какой-то степени омоложены и не могут рассматриваться как окончательные.

Следы покровного оледенения Новосибирских о-вов перекрыты морскими мелководными отложениями, переходящими вверх по разрезу в континентальные толщи. На о. Фаддеевский в песчаной линзе пляжных отложений, сформировавшейся после таяния глетчерного льда, вместе с раковинами моллюсков были обнаружены остатки мелких млекопитающих (обр. С069), изученные В.С. Зажигиным. Возраст этой фауны по эволюционному положению Dicrostonyx henseli Hinton в линии копытных леммингов ( Зажигин, 2004 ) определен как конец среднего неоплейстоцена. По раковинам моллюсков из этого образца получен уран ториевый возраст 57,4 +7,7, -7 тыс. лет. Таким образом, мы можем оценить омоложение уран ториевого возраста этого образца приблизительно на 60 тыс. лет. Это предположение хорошо согласуется с данными радиоуглеродного датирования. По костям поздненеоплейстоценовых млекопитающих из залегающих стратиграфически выше континентальных отложений получен большой массив 14C дат, наиболее древние из которых имеют значения: 48 600±1500 14С лет (GIN-11818) и >50 000 14C лет (GIN-11819).

В целом непротиворечивая последовательность значений 230Th/ 234U-дат позволяет предположить, что степень их омоложения приблизительно одинакова. Следовательно, рассчитанный уран ториевый возраст оледенения, составляющий 84,4 + 4 тыс. лет (рис. 8), на самом деле может составлять около 135 тыс. лет. Таким образом, при некоторой неопределенности полученного результата уран-ториевого датирования возраст оледенения Новосибирских островов оценивается как вторая половина среднего неоплейстоцена.

Рис. 8. Сопоставление возрастных диапазонов уран-ториевых дат по раковинам моллюсков из отложений подстилающих, вмещающих и перекрывающих следы оледенения.

Анисимов М.А., Тумской В.Е., Иванова В.В. Пластовые льды Новосибирских островов как реликт древнего оледенения. Материалы гляциологических исследований. Вып. 101, Москва, 2006. С. 143–145.

Арсланов Х.А., Тертычный Н.И., Герасимова С.А., Локшин Н.В. К вопросу о датировании морских раковин моллюсков по отношению Th 230/U 234// Геохимия. 1976. N 11. С. 1724–1734.

Басилян, А.Э., Анисимов М., А., Никольский П.А. Оледенение Новосибирских островов: определяющий фактор геологического строения квартера. Геология полярных областей Земли. Материалы XLII Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2009. С. 43–45.