طريقة البوتاسيوم – أرجون لتقدير عمر الصخور

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثاني

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طريقة البوتاسيوم – أرجون لتقدي الصخور علوم الأرض والجيولوجيا

ينحل نظير البوتاسيوم (K⁴⁰) بابتعاث بيتا (B – emission) إلى (Ca⁴⁰) واصطياد الكترونات مستوى الطاقة (K – electrons, k)، في (Ar⁴⁰).

والانحلال إلى (Ca⁴⁰) له قيمة محددة في علم الزمن الجيولوجي لأن أغلب الكالسيوم الشائع عبارة عن Ca⁴⁰ وأن معظم المعادن البوتاسية تحوي كميات مهمة من الكالسيوم.

وللأرجون المشارك في عملية الانحلال جاذبية خاصة، ذلك أن كل المعادن البوتاسية لا تحوي أرجون أولي يحتمل أن يكون اندمج فيها من بيئة نشأتها الأصلية بالإضافة إلى أن طرق التحاليل لتحديد الأرجون غاية في الحساسية.

 

ووجود المعادن البوتاسية بانتشار واسع أمكن معه استخدام طريقة البوتاسيوم – أرجون. بطريقة عملية على كل معقدات الصخور.

وباستعمال ثوابت الانحلال المعروفة لكل أفرع عملية انحلال K⁴⁰ على حدة يمكن أن نحصل على العمر من المعادلة (3) مع العلم أن

 = 0.584 × 10 ^-4 / 10 ⁶ سنة.

 = 4.72 × 10 ^-4 / 10 ⁶ سنة.

 

معادلة رقم (3)

T = 1885 In (1 + 9.10 Ar⁴⁰ / K⁴⁰)

حيث T العمر مقدراً بملايين السنين.

ونظراً لأن وفرة النظير (K⁴⁰) في البوتاسيوم العادي ثابتة وتبلغ (0.119 %) فإنه يمكن تقدير هذا النظير بالطريقة الكيماوية الموحدة لفصل وتقدير العناصر في محاليل.

أما (Ar⁴⁰) فيقدر بطريقة محلول النظائر المخفف بعد أن يفرج عنه كمياً من المعدن بعملية الانتشار على أن يجري التصحيح اللازم نظراً لاختلاطه بـ (Ar⁴⁰) من الهواء الجوي وذلك بمراقبة (Ar³⁶) في عينة الغاز.

 

ويمكن بهذه الطريقة تحديد أعمار نظائرية على مدى معظم الزمن الجيولوجي بدقة نسبة الخطأ فيها قليلة. وبالنسبة للمعادن الحديثة العمر فإن عملية التصحيح الجوي تشكل عاملاً محداً.

وبالنسبة لمعادن الميكا فيبدو أنها تحتفظ بكل أرجونها المولد بالإشعاع، في درجات الحرارة المنخفضة (جدول 2)، ولكنها في أثناء عملية الانتشار برفع الحرارة تفقده جزئياً.

وقد لوحظ ذلك أثناء الاختبارات الحقلية خلال حواف أحزمة التحول الحديثة المستقرة على ركائز سابقة لوجودها.

 

وهناك معادن أخرى كالفلسبار واللبيدوليت والجلوكونيت يبدو أنها لا تمسك بكل الأرجون المولد بالإشعاع. وبناء على ذلك يمكن وضع معايير لتقدير درجة احتفاظ البنيات المختلفة للأرجون.

وقد دلت القياسات على المعادن السالفة الذكر وكذلك صخور بأكملها (خاصة البازلت وطفوح حامضية) على أصغر أعمار ممكنة فقط ولكنها ربما كانت عظيمة القيمة بالنسبة لمشاكل جيولوجية معينة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]