Геологический словарь

ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ — раздел геохимии, изучающий закономерности распределения изотопов элементов в природном веществе и использование их для получения сведений о процессах формирования Земли. В природных веществах, подвергающихся очень длительным односторонне направленным или повторяющимся природным процессам (фракционной кристаллизации, осадкообразованию, метаморфизму и др.), вследствие незначительных различий в массах ядер слагающих их элементов происходит разделение последних на соответствующие изотопы. Это разделение, называемое изотопным фракционированием, для легких элементов часто достигает нескольких процентов. При совр. уровне развития техники оно может быть точно измерено (±0,01—0,02%). Изучая физико-хим. методами процессы разделения изотопов элементов (температуры, давления, константы скоростей, константы равновесия и др.) и точно измеряя степень разделения изотопов в природных веществах, можно получить сведения об условиях образования этих веществ и процессах, протекавших в земной коре и приведших к наблюдаемому распределению изотопов.

Изотопными методами можно определять температуры образования м-лов и г. п., источники вещества рудопроявлений, находить поисковые признаки минерализации и т. д. Эти методы могут дать информацию о процессах, протекающих в земной коре и глубинах планеты, которую невозможно получить никакими другими способами. Так, напр., в основу метода геол. изотопной термометрии положена зависимость константы изотопного обменного равновесия системы от температуры. При низких температурах логарифм константы равновесия (K) пропорционален 1/Т, а при высоких — 1/T². В общем виде температурная зависимость 1nK в системе минерал — вода в широком ряду температур (400—1000⁰K) описываются уравнением 1n где А и В — постоянные, характерные для каждой обменной реакции. Изучение в природном материале соотношений количеств близких по свойствам хим. элементов используется в геохимии для изучения сравнительно быстро протекающих геохим. процессов. Стабильные изотопы элементов вследствие особой близости их физ. и хим. свойств и ограниченного числа процессов их существенного разделения в природе с успехом применяются в качестве индикаторов особо длительных природных процессов. В СССР исследования по геохимии изотопов были начаты в 1937 г. в Биогеохимической лаборатории АН СССР под руководством Вернадского и Виноградова. В настоящее время они широко развиты в ГЕОХИ АН СССР и ряде др. институтов страны. В круг геохим. исследований вовлечены изотопы кислорода, серы, углерода, азота, водорода, свинца, стронция, инертных газов и др. Е. И. Донцова.