Радиоактивные кристаллы помогают идентифицировать и датировать рудные месторождения

Геологи из Университета Вандербильта установили, что красновато-коричневые кристаллы радиоактивного минерала монацита могут действовать как микроскопические часы для датирования пород, измененных действием высокотемпературных флюидов — процесса, часто ведущего к образованию богатых рудных месторождений. Результаты исследования, возглавляемого профессором Джоном К. Айерсом, опубликованы 1 августа в журнале Geology.

Это открытие важно, поскольку геологи испытывают трудности с обнаружением и характеристикой районов, подвергшихся гидротермальному воздействию миллионы лет назад. Флюиды обычно исчезают, а оставленные ими минералы сложно идентифицировать и нельзя использовать для определения времени изменения. Монацит, содержащий радиоактивный торий, который распадается на свинец, растворяется в горячих флюидах, «обнуляя» свои радиоактивные часы, что позволяет датировать само гидротермальное событие. По словам Айерса, это особенно полезно для трёх типов объектов: контактово-метаморфических ореолов вокруг плутонов (основной процесс рудообразования), зон разломов землетрясений (можно датировать последнее крупное событие) и сверхвысокобарических террейнов, образующихся при коллизии континентов.

Ранее считалось, что монацит, как и циркон, не подвержен влиянию гидротермальной активности. Однако детальный анализ монацитов в районе Бёрч-Крик (горы Уайт, Калифорния) подтвердил обратное. Исследователи, включая магистранта Миранду Лофлин, собрали образцы вдоль трансекты от границы гранитного плутона возрастом 80 млн лет, внедрившегося в 500-миллионолетние осадочные породы. Анализ возраста кристаллов и их изотопного состава кислорода показал, что монациты более чем в полукилометре от интрузии соответствуют возрасту 500 млн лет, а в пределах полукилометровой зоны вокруг плутона их возраст и изотопные сигнатуры идентичны граниту (80 млн лет). Это доказывает, что радиоактивные часы монацита обнуляются гидротермальными событиями, а сами изменённые кристаллы можно идентифицировать по изотопному составу кислорода.