Радіоактивність гірських порід
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Радіоактивність гірських порід

Радіоактивність гірських порід, визначається вмістом в них радіоактивних елементів — членів радіоактивних рядів,,  і радіоактивного ізотопу . Вміст ін. радіоактивних ізотопів (,  і ін.) істотно не впливає на загальний Р. р. п., оскільки швидкість їх радіоактивного розпаду украй мала. Середній вміст обох ізотопів урану в земній корі (до глибини 16 км. ) складає біля 2,5×10 -4 % (вагових), торія 1,3×10 -3 %, радіоактивного ізотопу калія 0,029%. Крім того, в гірських породах присутні продукти розпаду радіоактивних елементів, які інколи мігрують в навколишні породи і утворюють в земній корі струмені підземних газів (Не, Ar і т.д.). У грунтах накопичується Rn, що має радіогенне походження.

загрузка...

  Серед вивержених гірських порід найбільшою радіоактивністю володіють кислі (U — 3,5 ×10 -4 ; Th — 1,8×10 -3 ), найменшою — ультраосновниє породи (U — 3×10 -7 ; Th — 5×10 -7 ). У кристалічних гірських породах радіоактивні елементи частково входять до складу акцесорних мінералів, ортіта, циркону, монацита, апатиту, сфена і ін., а також частково присутні у формі оксидів, хімічно не пов'язаних з певними мінералами.

  Вміст радіоактивних елементів в осадових гірських породах (U — 3,2×10 -4 ; Th — 1,1×10 -3 ) визначається їх походженням; максимальні концентрації в органогенних осіданнях обумовлені присутністю вуглецю органічного походження, фосфатів і ін. речовин, що є важливими осаджувачами урану (навпаки, хемогенниє осідання — гіпс, кам'яна сіль — відрізняються низькою радіоактивністю).

  В грунтах відношення Th до U значно вище, ніж в корінних (масивних) породах, що пов'язане з накопиченням Th в неруйнованих залишках порід і міграцією легкоподвіжного U.

  В молодих глибоководних морських відкладеннях спостерігається значне накопичення іонія (ізотопу Th, члена радіоактивного ряду ), в десятки разів більше в порівнянні з рівноважним його вмістом в урані. Це обумовлено хімічними особливостями іонія, що сприяють випаданню його з води з осіданнями, на відміну від U, що стримується в розчині.

  Кристалічні породи Луни (базальти, анортозіти) помітно збіднені радіоактивними елементами (U — 0,24×10 -4 , Th — 1,14×10 -4 ), а породи Венери характеризуються співвідношеннями U (2,2×10 -4 ) і Th (6,5×10 -4 ), близькими земним (кам'яні метеорити відповідно містять U — 1,5×10 -6 і Th — 4×10 -6 ).

  Англійський геолог Дж. Джолі вперше (1905) обернув увагу на те, що Р. р. п. має важливе значення як джерело теплове енергії Землі. Розрахунки показали, що якби концентрація радіоактивних елементів в об'ємі всієї Землі була такою, як в її поверхневому шарі, то сумарна кількість тепла, що утворюється в результаті радіоактивного розпаду, в декілька десятків разів перевищувало б втрату Землею тепла шляхом випромінювання його в світовий простір; з цього виходив вивід, що всі радіоактивні елементи зосереджені лише у верхній зоні земної кори. Таке припущення отримало часткове підтвердження в 1970-і рр. після виміру концентрації U і Th (10 -6 %) в зразках порід з мантії, океанів, що витягують з дна.

  Норвезький учений В. М. Гольдшмідт показав (1923—27), що вміст радіоактивних елементів в основному у верхній (гранітною) оболонці Землі пов'язаний з хімічними особливостями силікатів (ізоморфним входженням U і Th в їх структуру). Виплавлення силікатної земної кори з мантії за принципом зонного плавлення неминуче приводить до збагачення кори U, Th і лужними елементами.

  В початкову стадію розвитку Землі виділення радіогенного тепла (див. Геотерміка ), за розрахунковими даними радянського геофізика Е. А. Любімової, було в 5 разів більше, ніж в сучасну епоху. Це було пов'язано з більшим Р. р. п. унаслідок вищого вмісту радіоактивних елементів (головним чином  і), а також, ймовірно, повністю зниклих трансуранових елементів. Див. також Радіоактивні мінерали .

 

  Літ.: Любімов Е. А., Терміка Землі і Місяці, М., 1968: Баранів Ст І., Тітаєва Н. А., Радіогеологія, М., 1973; Тугарінов А. І., Загальна геохімія, М., 1973.

  А. Н. Тугарінов.