Пород (г/т), по данным Мигдисова и др.

Для ряда химических элементов также используется процедура нормализации к стан­дарту; тогда диаграммы называются нормализованными мультиэлементными диаграммами или спайдер-диаграммами (от англ. spider – паук). Наиболее обыч­ной является диаграмма с 13 элементами, значения для нормализации которых приведены в табл. 5. В качестве стандарта может быть использован состав недифференцированного примитив­ного вещества Земли или состав базальтов срединно-океанических хребтов (MORB). В каждом конкретном случае порядок элементов определяется набором проанализированных элементов.

Для группы платиноидов (Ru, Rh, Pd, Os, Iг, Pt) используется аббревиатура ЭПГ (элементы платиновой группы) или PGE (platinum group elements). По характеру поведения в природных процессах выделяют две подгруппы: ири­диевую (Os, Ir, Ru) и палладиевую (Rh, Pt, Pd). Для элементов платиновой группы также используется процедура нормализации к стандарту, в качестве которого используют хондрит или примитивную мантию (табл. 7).

Таблица 7. Значения, используемые для нормализации ЭПГ

при построении спайдер-диаграмм (мг/т)

Исследования содержания и распределения изотопов в природе составляют важную часть геохимии осадочных пород. Термин «изо­топ» (греч. «то же место») был предложен Ф. Годди для обозначения двух или более разновиднос­тей атомов химического элемента, занимающих в Периодической таблице одну клетку. Среди химических элементов есть такие, у которых в природе встречается один изотоп (Be, F, Na, Р, Аu и др.), у большинства элементов по два и более изотопов. Изотопы отличаются друг от друга по массе (количеству нейтро­нов в ядре).

Открытие изотопов явилось результатом исследований в области радиоактивности. Радиоактивность – это самопроизвольный переход ядер нестабильных атомов в более стабильное состояние с выделением излучения. Альфа-лучи представляют собой потоки высокоскоростных частиц ионов гелия, бета-лучи – потоки электронов, гамма-лучи –электромагнитные волны с большой энергией. При радиоактивном распаде с изменением атомного номера первоначальный (нестабильный) изотоп называется материнским (родительским, радиоактивным), а новообразованный изотоп – дочерним (или радиогенным). Изотопы одного элемента имеют различные энергии химической связи и ак­тивации в химических реакциях, что влияет на скорость протекания химических реакций, в которых они участвуют. Этот факт опре­деляет различную подвижность изотопов, что является причиной их разделения в процессах миграции. Такое разделение называется изотопным фракционированием и несет важную информацию о геохимичес­ких процессах. Чтобы грамотно интерпретировать результаты изотопных исследований, необходимо учитывать, что это процесс многофакторный и что он может быть результатом испарения, физической абсорбции, растворения, плавления, кристаллизации, биохимических реакций и др.

Изотопы подразделяются на радиогенные и стабильные. К радиогенным относят изотопы, которые распадаются вследствие природной радиоактивности, и те, которые образуются в результате распада. Стабильные изотопы (H, O, C, S, N) могут быть разделены в результате различия изотопных масс этих элементов

Отношения стабильных изотопов измеряются по отношению к стандарту, выражаются в частях на 1000 (промилле, ^о/_оо) и обозначаются греческой буквой дельта (δ). Для кислорода это отношение определяется следующим образом:

δ ¹⁸О = 1000 × {[(¹⁸О: ¹⁶О)_{образца} /(¹⁸О: ¹⁶О)_{стандарта}] – 1},

а для углерода имеет следующий вид:

δ ¹³С = 1000 × {[(¹³С: ¹²С)_{образца} /(¹³С: ¹²С)_{стандарта}] – 1}.

В качестве международных стандартов используют PDB (белемнит из меловых отложений Ю. Каролины) и SMOW (средний состав морской воды), между которыми существуют определенные соотношения, например для кислорода:

δ ¹⁸О_SMOW = 1,03091 δ ¹⁸О_PDB + 30,01,

δ ¹⁸О_PDB = 0,97002 δ ¹⁸О_SMOW – 29,98.

К настоящему времени изотопный анализ осадочных пород и минералов используют в различных направлениях геологии:

1. Геохронология – определение абсолютного геологического возраста минералов, горных пород и руд. Для этих целей используют ряд радиогенных изотопных систем: K–Ar, Rb–Sr, Sm–Nd, Re–Os, U–Pb, Th–Pb, Pb–Pb, ¹⁴C–¹⁴N и др.

2. Радиоактивный каротаж скважин (метод меченых атомов) – позволяет судить о литологическом составе пород, их трещиноватости и пористости.

3. Геохимия осадочных пород, гипергенных процессов и органическая геохимия – в этом направлении широко используют стабильные изотопы в качестве генетических индикаторов для определения палеотемператур древних палеобассейнов.

4. Определение вклада мантийного и корового источников в формирование нефти, газа и других типов руд.

5. Выявление источников вещества осадочных пород и его эволюции в истории литогенеза.