Изотопы кислорода в геологии

Различия в отношении кислорода-18 к кислороду-16 (¹⁸О/¹⁶О) применяются для решения ряда геологических задач. Дисперсия изотопного состава кислорода в природных образованиях достигает 4–5%.

• Вариации отношения ¹⁸О/¹⁶О вызываются изотопно-обменными реакциями при фракционной кристаллизации минералов из расплавов, осаждении минералов из растворов и других процессах.
• Осадочные породы характеризуются максимальным содержанием ¹⁸О, наименьшее количество его в магматических породах. Метаморфические породы занимают промежуточное положение.
• В магматических породах содержание ¹⁸О закономерно возрастает от ультраосновных пород к основным и к кислым.
• Изотопный состав кислорода в ультраосновных и основных породах изменяется в узких пределах и практически одинаков с кислородом метеоритов.
• В кислых магматических породах наблюдается относительно большой разброс изотопных отношений, что связано, по-видимому, с фракционированием изотопов кислорода в процессе дифференциации магмы, значительно более высоким содержанием кварца, а также низкотемпературными условиями его образования.
• Вариации изотопного состава кислорода позволяют выявить последовательность и условия образования породообразующих минералов при магматической кристаллизации.
• Различия в изотопном составе кислорода совместно кристаллизующихся пар кальцит — кварц используются в качестве геологического термометра.
• Данные по ¹⁸О/¹⁶О в карбонатах осадочного происхождения позволяют определять температуры осадконакопления (см. «Палеотермометрия изотопная»).
• При исследовании условий образования скарнового магнетита и карбонатитов изучение изотопного состава кислорода позволяет установить источники кислорода в этих минералах и способствует более глубокому пониманию их генезиса.

М. Н. Голубкина