ИКД
5013 Информационная
карта диссертации
04 кандидатская
05 докторская
5418 Исходящий номер.
дата.
 
5715 Язык
диссертации
 русский
5715 Инвентарный
номер
 
5409 Дата защиты
 15 декабря 2002
6444 Шифр научной
специальности
 25.00.05
7425 На соискание
степени
 кгмн
2061 Предствлено к защите:
61 Рукопись, в т.ч. научный доклад
52 Монография
43 Учебник
6147 Фамилия, Имя, Отчество соискателя
Шабалин Роман Вячеславович 
Фамилия, инициалы
Ученая степень
Шифр научной специальности
6156 Научные руководители
Д.Г. К. 

6165 Официальные оппоненты
Л.В. Б. 
Л.Т. Р. 

6255
дгмн

4662
дгмн
кфмн

6453

4626

5733 Кол‑во томов
5742 Кол‑во стр.
1 
188
Номер тома
Кол‑во стр.

5751 Приложений
5787 Источников

197
5778 Таблиц
5760 Иллюстраций
25
30
Сведения об организации, в совете которой проходила защита
2457 Код ОКПО

2934 Телефон

2394 Телефакс

2754 Город
Москва
1332 Сокращенное наименование министерства (ведомства)

7452 Шифр совета
Д 501.002.06
2151 Полное наименование организации
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
2358 Сокращенное наименование организации
МГУ
2403 Код ВНТИЦ

2655 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)
119899, Москва, Воробьевы горы, МГУ, геологический факультет
Сведения об организации, в которой работает соискатль
2988 Телефон

3087 Телефакс

2781 Город

2187 Наименование организации

2385 Сокращенное наименование организации

2682 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)

9045 Наименование диссертации
Датирование эффузивных и интрузивных пород Центрального Кавказа методом ЭПР спектроскопии кварца
9117 Реферат
Объект исследования и цель работы. Методы исследования и аппаратура. Теоретические и практические результаты и их новизна. Степень и эффективность внедрения. Область применения.
Актуальность. При определении возраста геологических объектов, длительности и скорости протекания геологических процессов незаменимыми являются инструментальные методы   
абсолютного датирования пород.   
  
        Для надежного определения возраста молодых геологических объектов наиболее эффективен метод датирования кварца с использованием спектроскопии электронного парамагнитного   
резонанса (ЭПР датирование), поскольку он обладает уникальной возможностью определять возраст образцов в интервале от десятков тысяч до первых миллионов лет. Метод ЭПР датирования   
является наиболее эффективным во временном интервале, для которого практически неприменимы методы радиоизотопного датирования, в том числе радиоуглеродного. Кроме того, нередко   
в высокогорных условиях очень сложно обнаружить углистый материал, необходимый для измерений возраста радиоуглеродным методом.  
  
        Решение научной задачи совершенствования метода ЭПР датирования кварца позволит повысить эффективность определения возраста четвертичных геологических объектов. Этим   
обуславливается актуальность совершенствования метода ЭПР датирования.  
  
        Актуальность определения общей продолжительности активности вулкана Эльбрус в целом и ее отдельных циклов определяется необходимостью предсказания возможных извержений   
вулкана в будущем и связанных с ними катастрофических последствий для прилегающих территорий.   
  
        При решении геоморфологических задач, например, при геоморфологическом методе датирования молодых геологических объектов, весьма важными являются данные об их геодинамических   
характеристиках. Этим обусловлена актуальность определения скоростей поднятия Эльджуртинского и Сангутидонского гранитных массивов и скорости эрозионного углубления долины   
реки Баксан.   
  
        Цель работы. Совершенствование метода ЭПР датирования кварца и его применение для восстановления хронологии извержений вулкана Эльбрус и определения геодинамических   
характеристик Эльджуртинского и Сангутидонского массивов.  
  
        Для достижения цели работы были поставлены следующие основные задачи исследования:  
  
        Определение возраста представительной серии образцов кварца методом ЭПР датирования с использованием различных радиационных центров, сравнительный анализ результатов   
датирования.   
        Применение методик ЭПР датирования (добавочные дозы и регенерация) для изучения представительной серии образцов, сравнение результатов датирования.   
        Обобщение и анализ данных о возрасте и продолжительности основных циклов и этапов вулканической деятельности Эльбруса, полученных в настоящей работе, и данных, опубликованных   
в научной литературе.   
        Измерение рекомбинационных параметров Al‑ и Ti‑центров в кварце в условиях природной остывающей геологической системы.   
        Определение скоростей поднятия Эльджуртинского и Сангутидонского гранитных массивов и скорости образования долины реки Баксан.   
        Калибровка метода ЭПР датирования с помощью радиоуглеродного и геолого‑геоморфологического методов датирования.   
        Изучение взаимосвязи между геохимическими особенностями кварца вулканитов Эльбруса и основными циклами активности вулкана Эльбрус.  
   
        Новизна. Принципиально новыми результатами работы являются выделение основных циклов вулканической деятельности Эльбруса и определение времени их проявления. Представительная   
выборка отобранных проб позволила в настоящей работе впервые осуществить масштабное применение методики ЭПР датирования по кварцу к вулканическому объекту. На основе полученных   
результатов существенно уточнена история развития вулкана Эльбрус.  
  
        Впервые определена скорость подъема Сангутидонского гранитного массива. Также впервые на основе метода ЭПР датирования определены скорости поднятия Эльджуртинского   
гранитного массива и скорость углубления "прорезающей" его долины реки Баксан.  
  
        На большом экспериментальном материале проведено сравнительное изучение методических приемов ЭПР датирования: использование методик добавочных доз и регенерации и   
датирование по Al‑ и Ti‑центрам. Такой сравнительный анализ ранее не проводился.  
  
        На основе разработанной в настоящей работе методики измерены величины рекомбинационных параметров Al‑центров в кварце: энергии активации Ea и вероятности аннигиляции   
при бесконечно высокой температуре K0 (частотный фактор) в природных условиях. Измерения в условиях остывающей природной системы (низкий радиационный фон, низкие температуры   
отжига центров и большие времена проведения "природного эксперимента") выполнены впервые.  
  
        Методы исследования и фактический материал. Работа была выполнена на кафедре минералогии геологического факультета МГУ. В основу работы положены результаты полевых   
и лабораторных исследований.  
  
        В ходе полевых работ в 1997‑2001 гг. было отобрано более 100 проб из разновозрастных вулканитов Эльбруса, 17 проб из Эльджуртинского гранитного массива и 10 проб из   
Сангутидонского гранитного массива для определения возраста с использованием метода ЭПР датирования кварца, геохимических и петрографических исследований. Метод ЭПР датирования   
кварца использован совместно с методами радиоуглеродного, 39K/40Ar, 238U/206Pb датирования и геоморфологическим методом определения возраста.   
  
        Концентрации химических элементов определялись нейтронно‑активационным и рентгенофлюоресцентным методами в лаборатории ядерно‑физических исследований ИГЕМ РАН. 39K/40Ar   
датировки получены в лаборатории радиогенных и стабильных изотопов Объединенного института геологии, геофизики и минералогии Сибирского отделения РАН, 238U/206Pb датировки   
‑ в изотопной лаборатории Стенфордского университета (США).   
  
        Использованные методы и подходы в изучении новейших геологических процессов соответствуют современному мировому уровню аналогичных исследований.   
  
        Проводились совместные исследования с сотрудниками Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН.  
  
        Достоверность. Достоверность научных положений обусловлена большим объемом экспериментальных данных и применением целого комплекса методов исследований для представительной   
коллекции образцов. Для исследований были использованы более 130 образцов, отобранных из разновозрастных вулканитов Эльбруса и гранитов Эльджуртинского и Сангутидонского массивов.   
Использовались методы ЭПР, 39K/40Ar, 238U/206Pb и радиоуглеродного датирования, а также геохимические и петрографические исследования.  
  
        Достоверность результатов метода ЭПР датирования подтверждается их хорошим соответствием результатам радиоуглеродного датирования, а также геологическим и геоморфологическим   
данным.  
  
        Защищаемые положения:  
  
        1. С использованием метода ЭПР датирования определены возрасты основных циклов и этапов развития вулкана Эльбрус, выделенных в ходе геологических исследований. Определенные   
возрастные интервалы составляют 290‑220 тыс. лет (ранний этап кальдерного цикла); около 170 тыс. лет (поздний этап кальдерного цикла); 85‑20 тыс. лет (позднеплейстоценовый   
этап посткальдерного цикла); менее 10 тыс. лет (голоценовый этап посткальдерного цикла).  
  
        2. Разработана методика расчета значений рекомбинационных параметров радиационных центров в минералах в условиях остывающей природной геологической системы. Полученные   
с ее использованием значения рекомбинационных параметров Al‑центров в кварце (Ea=1,6 эВ, K0=6,7 .1013 с‑1) превышают соответствующие значения, измеренные ранее с использованием   
лабораторного облучения и отжигов (Ea=1,5 эВ, K0=3,8 .1013 с‑1). Среднее время жизни Al‑центров в кварце, рассчитанное в соответствии с рекомбинационными параметрами, измеренными   
в природной геологической системе, существенно превышает аналогичное значение, рассчитанное с учетом рекомбинационных параметров, полученных на основе лабораторного моделирования.  
  
        3. На основе метода ЭПР датирования разработана методика количественной оценки скорости воздымания тектонических блоков и скорости врезания речных долин за последние   
несколько десятков и сотен тысяч лет. Рассчитанная с ее использованием скорость подъема Эльджуртинского гранитного массива составляет 1,3+0,1 мм/год, скорость углубления долины   
реки Баксан ‑ 8,6+2,1 мм/год, а суммарная скорость поднятия и денудации Сангутидонского гранитного массива ‑ 4,9+0,6 мм/год.  
  
        4. Метод ЭПР датирования кварца эффективен при определении возраста и геодинамических характеристик молодых геологических объектов. Из числа известных методик, применяемых   
при ЭПР датировании кварца, таких, как методики добавочных доз и регенерации с использованием Al‑ и Ti‑центров, наибольшая воспроизводимость результатов датирования достигается   
при использовании методики регенерации по Al‑центрам.  
  
        Практическая значимость работы. Выполнена калибровка и совершенствование метода ЭПР датирования, позволяющего определять возраст в диапазоне от десятков тысяч до первых   
миллионов лет, в котором существенно затруднено надежное датирование радиоуглеродным и радиоизотопными методами. Полученные результаты работы дают возможность в дальнейшем   
более эффективно использовать метод ЭПР датирования в научных исследованиях и практике геологических изысканий для определения возраста геологических объектов, длительности   
и скорости протекания ряда геологических процессов.  
  
        Осуществленное масштабное применение метода ЭПР датирования для определения цикличности извержения вулкана Эльбрус с использованием представительной коллекции образцов,   
а также геодинамических характеристик двух молодых гранитных массивов, позволяет использовать его для решения подобных задач и применительно к другим геологическим объектам.  
  
        Измеренные значения рекомбинационных параметров Аl‑ и Ti‑центров в кварце из природной геологической системы, позволяют оценить временные диапазоны, в которых использование   
Аl‑ и Ti‑центров для ЭПР датирования является корректным.  
 
5436
Фамилия, инициалы
Должность
Уч. степень
Подпись МП
Руководитель организации
6111 
6311 
6210   кархн

Председатель
диссертационного совета
6264 
6320 
6462   кархн

5634 Индексы УДК
7434 Дата
7506 Входящий номер

5616 Коды тематических рубрик

5643 Ключевое слово