Способ определения абсолютного возраста осадочных горных пород

 

Изобретение относится к геохронологии и может быть использовано для определения абсолютного возраста осадочных горных пород. Целью изобретения является расширение области применения и снижение трудоемкости. Для этого определяют мощность дозы ионизирующих излучений в месте залегания породы. Находят максимальную палеотемпературу пласта, определяют стадиальное состояние органического вещества в пласте. Затем по экспериментально установленной зависимости определяют абсолютный возраст осадочной горной породы. 1 ил.

Изобретение относится к геохронологии и может быть использовано для определения абсолютного возраста осадочных горных пород. Целью изобретения является расширение области применения на любые осадочные породы, в том числе и на несодержащие радиоактивных включений, а также снижение трудоемкости способа. На чертеже приведена номограмма для определения абсолютного возраста горных пород. Способ выполняют следующим образом. На основании экспериментальных данных по термическому разложению углей, данных по воздействию на угли различных видов ионизирующих излучений, а также геологических данных по углефикации органического вещества (ОВ) в природных условиях установлена зависимость: между абсолютным возрастом породы, ее максимальной палеотемпературой, мощностью дозы ионизирующих излучений в породе и стадиальным состоянием ОВ в ней t 183 где t возраст в млн. лет; Т максимальная палеотемпература, К; I мощность дозы ионизирующих излучений, рад/год; С_о 0,6 г/г концентрация углерода в ОВ осадочной породы до углефикации; С концентрация углерода в витрините осадочной породы в настоящий момент. Установленная зависимость апробирована на многочисленных данных для различных регионов мира. Буровой скважиной Антиповско-Балыклейская-52 в Волгоградском Поволжье на глубине 4850 м вскрыты глинистые отложения верхнедевонского возраста. Дисперсное органическое вещество в них достигло жирной стадии углефикации при отражательной способности витринита в масле 0,94% что соответствует содержанию углерода в витрините 0,847 г/г. При геотермических исследованиях скважины на глубине 4850 м замерена современная температура пласта 110^оС, при этом установлено отсутствие в разрезе проявления существенных подъемов и размывов, т. е. современная глубина залегания пласта примерно соответствует максимальному погружению, а температура максимальной палеотемпературе пласта. При гамма-спектрометрических исследованиях установлено, что глинистые породы верхнего девона Антиповско-Балыклейской площади характеризуются ураноносностью 3,0 мкг/г при равномерном распределении урана, т.е. мощность поглощенной ОВ дозы ионизирующих излучений составляет ≈1 рад/год. Используя приведенные данные находят абсолютный возраст глинистых пород (равен 360 млн. лет). Согласно геохронологической шкале 1978 г. это соответствует средней части верхнего девона, т.е. совпадает с указанным возрастом, найденным независимым методом. Зависимость графически изображена на номограмме (см. чертеж), состоящей из двух смежных графиков. Первый позволяет по измеренным максимальной палеотемпературе и концентрации углерода в витрините, которая является параметром графика, определить промежу- точную величину A отложенную на вертикальной оси. Второй график позволяет по найденной величине А и измеренной мощности дозы ионизирующих излучений (параметр второго графика) определить абсолютный возраст породы, который отложен на оси t. Точность определения возраста зависит в первую очередь от точности измерения концентрации углерода в витрините и максимальной палеотемпературы. С использованием формулы возраст определяется с большей точностью, чем с использованием номограммы. На скважине N 69 Коробковской площади восточного склона Воронежского массива с современной глубины 4330 м взяты образцы породы, относящиеся по возрасту к среднему девону (Д₂). Из образцов были отобраны углистые остатки, изготовлены аншлифы, по отражательной способности витринита была определена стадия углефикация, т. е. концентрация углерода в витрините. Она оказалась равной 0,9435 г/г. Известно, что восточный склон Воронежского массива подвергся размыву вследствие инверсии. Величина размыва с достаточной точностью фиксируется путем изучения разряда сохранившихся отложений на соседних площадях. Установлено, что глубина погружения до инверсии была 5030 м. Измерив современный геотермический градиент, определили максимальную палеотемпературу. Она равна 210^оС. С помощью гамма-спектрометрического каротажа было установлено, что изучаемый пласт характеризуется ураноносностью 3,6 г/г, что дает мощность дозы ионизирующих излучений ≈ 1,2 рад/год. Используя найденные значения палеотемпературы, концентрации углерода в ОВ и мощности дозы ионизирующих излучений по номограмме, получаем, что абсолютный возраст породы равен 360-370 млн.лет, т.е. в соответствии с геохронологической шкалой относится к среднему девону. Это совпадает с указанным выше возрастом, определенным независимым методом (по остаткам древних молюсков). Следует отметить, что установленная зависимость дает возможность определять любую из входящих в нее четырех величин по измеренным остальным трем.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО ВОЗРАСТА ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий определение концентрации углерода в органическом веществе горной породы, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и снижения трудоемкости, измеряют содержание урана в горных породах, определяют мощность дозы ионизирующего излучения, поглощаемого органическим веществом горной породы, и максимальную палеотемпературу в месте залегания породы, а абсолютный возраст определяют по экспериментально установленной зависимости его от максимальной палеотемпературы, мощности поглощенной органическим веществом горной породы дозы ионизирующих излучений и стадиального состояния органического вещества породы, выраженного через концентрацию углерода в органическом веществе породы.

РИСУНКИ

Рисунок 1