Изотопная геохимия и геохронология
профессор
Костицын Юрий Александрович
Область исследований
Главные направления наших работ можно условно разделить на теоретические и практические. К практическим задачам относится разработка и освоение новых видов изотопно-геохронологических исследований пород и минералов, в частности, лазерной абляции. Сюда же можно отнести и применение на практике этих новых возможностей, а также использование уже имеющихся, традиционных методов изотопных исследований вещества (Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb). Исследование общих проблем геохимии мантии Земли изотопными методами, основанные на обработке больших массивов изотопных данных, собранных из литературы, относится к теоретической составляющей наших работ.
Результаты
На основе анализа изотопно-геохимических данных по породам мантийного происхождения установлено, что по ряду ключевых геохимических параметров примитивная мантия (PM) Земли несколько отличается от хондритового состава. Оценка современного состава PM приводит к следующим параметрам:
Возможная неопределённость оценки изотопного состава неодима при этом может достигать ±1 ENd. Изотопный эффект в Sm-Nd, Lu-Hf и Rb-Sr системах от экстракции земной коры из мантийного вещества значительно меньше наблюдаемых изотопных вариаций в мантийных породах.
На основе опубликованных изотопных данных проанализированы причины изотопной гетерогенности мантии. Показано, что наблюдаемые изотопные вариации Sr, Nd, Hf и Pb в океанических базальтах невозможно объяснить смешением конечного количества гомогенных резервуаров (компонент). Широкие вариации содержаний Rb, Sr, Sm, Nd, Lu, Hf, U, Th, Pb и парных отношений этих и других элементов-примесей в толеитовых базальтах указывают, что в значительной мере химическая гетерогенность пород мантийного происхождения унаследована от их источника.
Проведено статистическое моделирование развития Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf, U-Th-Pb изотопных систем в мантии, учитывающее тенденцию к постоянному нарастанию химической гетерогенности мантийного источника и тенденцию к стиранию изотопной гетерогенности в результате конвективного перемешивания мантии. Проведённое моделирование показало, что характер изотопной гетерогенности мантии статистически согласуется с характером её химической гетерогенности. Мантийные изотопные аномалии HIMU, EM-I, EM-II являются результатом двух одновременно развивающихся процессов: магматической дифференциации мантийного вещества и его не очень эффективным перемешиванием.
Проведены изотопные (Rb-Sr, Sm-Nd) исследования расслоенного ультраосновного массива Кивакка (С.Карелия) и вмещающих его гранитов и гнейсов. Установлено, что на стадии эволюции и кристаллизации расплава происходила ассимиляция ранее существовавших коровых пород.
Проведено датирование крупных импактных структур на поверхности Земли (Карская, Логойская, Пучеж-Катунская).
Исследования торфа с места падения Тунгусского космического тела показали наличие иридиевой аномалии и аномалии изотопного состава углерода до +40–+60 ‰, что согласуется с кометарной природой этого объекта.
Основные публикации