Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу
Получение с большой статистикой измерений гамма-спектров минерала уиксита (K₂(UO₂)₂(Si5₅O₁₃) · 3H₂O) из месторождения Ханнешин в южном Афганистане и их интерпретация, выполненная с учетом новейших данных об относительной активности радиоактивных нуклидов семейств ²³⁵U и ²³⁸U, позволили определить...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95893 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу / А.А. Вальтер, Н.П. Дикий, А.Н. Довбня, Г.К. Еременко, Ю.В. Ляшко, В.Е. Сторижко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 3. — С. 57-64. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-95893 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Вальтер, А.А. Дикий, Н.П. Довбня, А.Н. Еременко, Г.К. Ляшко, Ю.В. Сторижко, В.Е. 2016-03-07T14:40:53Z 2016-03-07T14:40:53Z 2015 Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу / А.А. Вальтер, Н.П. Дикий, А.Н. Довбня, Г.К. Еременко, Ю.В. Ляшко, В.Е. Сторижко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 3. — С. 57-64. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95893 621.039+549.6 Получение с большой статистикой измерений гамма-спектров минерала уиксита (K₂(UO₂)₂(Si5₅O₁₃) · 3H₂O) из месторождения Ханнешин в южном Афганистане и их интерпретация, выполненная с учетом новейших данных об относительной активности радиоактивных нуклидов семейств ²³⁵U и ²³⁸U, позволили определить отклонение от радиоактивного равновесия в изученном минерале. Особенности геологической и географической позиции изученного образца позволили сопоставить отклонения от радиоактивного равновесия с возрастом кристаллизации минерала, определенным таким образом как 273 (+65; −41) тыс. лет. Полученные данные подтверждают тенденцию увеличения рудного потенциала урановых месторождений Альпийско-Гималайского пояса с уменьшением их возраста и с запада на восток, что может иметь большое значение для науки и практики. Отриманi за великою статистикою вимiрювань гама-спектри мiнералу уiкситу (K₂(UO₂)₂(Si5₅O₁₃) · 3H₂O) родовища Ханнешин у пiвденному Афганiстанi i їх iнтерпретацiя, що виконана з урахуванням новiтнiх даних про вiдносну активнiсть радiоактивних нуклiдiв сiмейств ²³⁵U i ²³⁸U, дозволили визначити вiдхилення вiд радiоактивної рiвноваги в мiнералi, що дослiджувався. Особливостi геологiчної i географiчної позицiй дослiджуваного зразка дозволили зiставити вiдхилення вiд радiоактивної рiвноваги iз вiком кристалiзацiї мiнералу, що був визначений таким чином як 273 (+65; −41) тис. рокiв. Одержанi данi пiдтверджують тенденцiю збiльшення рудного потенцiалу уранових родовищ Альпiйсько-Гiмалайського поясу iз зменшенням їх вiку iз заходу на схiд. Це може мати велике значення для науки i практики. The gamma spectra, which are obtained with the great statistics of measurements, of a mineral weeksite (K₂(UO₂)₂(Si5₅O₁₃) · 3H₂O) from the Khanneshin deposit in the southern Afghanistan, and their interpretation executed with account for the newest data on the relative activity of radioactive nuclides of the families of ²³⁵U and ²³⁸U have allowed us to define a deviation from the radioactive balance in the studied mineral. Features of geological and geographical positions of the studied sample have allowed comparing the deviations from the radioactive balance with the age of the mineral crystallization defined thus as 273 (+65; −41) thousand years. The obtained data confirm the tendency of the increase in the ore potential of uranium deposits of the Alpine-Himalayan belt with a reduction of their age and from the West to the East. This can have great meaning for science and practice. Авторы благодарны упомянутым в статье аналитикам, а также А.И. Писанскому и В.В. Поневчинскому за помощь в подготовке текста статьи и иллюстраций к ней. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Фізика Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу Ядерно-фiзичне датування утворення уранових руд родовища Ханнешин (Афганiстан) за мiнералом уiксит The nuclear-physical dating of the formation of uranium ores in the Hanneshin deposit (Afghanistan) by mineral weeksite Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу |
| spellingShingle |
Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу Вальтер, А.А. Дикий, Н.П. Довбня, А.Н. Еременко, Г.К. Ляшко, Ю.В. Сторижко, В.Е. Фізика |
| title_short |
Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу |
| title_full |
Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу |
| title_fullStr |
Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу |
| title_full_unstemmed |
Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу |
| title_sort |
ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения ханнешин (афганистан) по минералу уикситу |
| author |
Вальтер, А.А. Дикий, Н.П. Довбня, А.Н. Еременко, Г.К. Ляшко, Ю.В. Сторижко, В.Е. |
| author_facet |
Вальтер, А.А. Дикий, Н.П. Довбня, А.Н. Еременко, Г.К. Ляшко, Ю.В. Сторижко, В.Е. |
| topic |
Фізика |
| topic_facet |
Фізика |
| publishDate |
2015 |
| language |
Russian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Ядерно-фiзичне датування утворення уранових руд родовища Ханнешин (Афганiстан) за мiнералом уiксит The nuclear-physical dating of the formation of uranium ores in the Hanneshin deposit (Afghanistan) by mineral weeksite |
| description |
Получение с большой статистикой измерений гамма-спектров минерала уиксита
(K₂(UO₂)₂(Si5₅O₁₃) · 3H₂O) из месторождения Ханнешин в южном Афганистане и их
интерпретация, выполненная с учетом новейших данных об относительной активности радиоактивных нуклидов семейств ²³⁵U и ²³⁸U, позволили определить отклонение от радиоактивного равновесия в изученном минерале. Особенности геологической
и географической позиции изученного образца позволили сопоставить отклонения от
радиоактивного равновесия с возрастом кристаллизации минерала, определенным таким образом как 273 (+65; −41) тыс. лет. Полученные данные подтверждают тенденцию увеличения рудного потенциала урановых месторождений Альпийско-Гималайского
пояса с уменьшением их возраста и с запада на восток, что может иметь большое значение для науки и практики.
Отриманi за великою статистикою вимiрювань гама-спектри мiнералу уiкситу
(K₂(UO₂)₂(Si5₅O₁₃) · 3H₂O) родовища Ханнешин у пiвденному Афганiстанi i їх iнтерпретацiя, що виконана з урахуванням новiтнiх даних про вiдносну активнiсть радiоактивних
нуклiдiв сiмейств ²³⁵U i ²³⁸U, дозволили визначити вiдхилення вiд радiоактивної рiвноваги
в мiнералi, що дослiджувався. Особливостi геологiчної i географiчної позицiй дослiджуваного зразка дозволили зiставити вiдхилення вiд радiоактивної рiвноваги iз вiком кристалiзацiї мiнералу, що був визначений таким чином як 273 (+65; −41) тис. рокiв. Одержанi
данi пiдтверджують тенденцiю збiльшення рудного потенцiалу уранових родовищ Альпiйсько-Гiмалайського поясу iз зменшенням їх вiку iз заходу на схiд. Це може мати велике значення для науки i практики.
The gamma spectra, which are obtained with the great statistics of measurements, of a mineral
weeksite (K₂(UO₂)₂(Si5₅O₁₃) · 3H₂O) from the Khanneshin deposit in the southern Afghanistan, and
their interpretation executed with account for the newest data on the relative activity of radioactive
nuclides of the families of ²³⁵U and ²³⁸U have allowed us to define a deviation from the radioactive
balance in the studied mineral. Features of geological and geographical positions of the studied
sample have allowed comparing the deviations from the radioactive balance with the age of the
mineral crystallization defined thus as 273 (+65; −41) thousand years. The obtained data confirm
the tendency of the increase in the ore potential of uranium deposits of the Alpine-Himalayan belt
with a reduction of their age and from the West to the East. This can have great meaning for science and practice.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95893 |
| citation_txt |
Ядерно-физическое датирование образования урановых руд месторождения Ханнешин (Афганистан) по минералу уикситу / А.А. Вальтер, Н.П. Дикий, А.Н. Довбня, Г.К. Еременко, Ю.В. Ляшко, В.Е. Сторижко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 3. — С. 57-64. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT valʹteraa âdernofizičeskoedatirovanieobrazovaniâuranovyhrudmestoroždeniâhannešinafganistanpomineraluuiksitu AT dikiinp âdernofizičeskoedatirovanieobrazovaniâuranovyhrudmestoroždeniâhannešinafganistanpomineraluuiksitu AT dovbnâan âdernofizičeskoedatirovanieobrazovaniâuranovyhrudmestoroždeniâhannešinafganistanpomineraluuiksitu AT eremenkogk âdernofizičeskoedatirovanieobrazovaniâuranovyhrudmestoroždeniâhannešinafganistanpomineraluuiksitu AT lâškoûv âdernofizičeskoedatirovanieobrazovaniâuranovyhrudmestoroždeniâhannešinafganistanpomineraluuiksitu AT storižkove âdernofizičeskoedatirovanieobrazovaniâuranovyhrudmestoroždeniâhannešinafganistanpomineraluuiksitu AT valʹteraa âdernofizičnedatuvannâutvorennâuranovihrudrodoviŝahannešinafganistanzamineralomuiksit AT dikiinp âdernofizičnedatuvannâutvorennâuranovihrudrodoviŝahannešinafganistanzamineralomuiksit AT dovbnâan âdernofizičnedatuvannâutvorennâuranovihrudrodoviŝahannešinafganistanzamineralomuiksit AT eremenkogk âdernofizičnedatuvannâutvorennâuranovihrudrodoviŝahannešinafganistanzamineralomuiksit AT lâškoûv âdernofizičnedatuvannâutvorennâuranovihrudrodoviŝahannešinafganistanzamineralomuiksit AT storižkove âdernofizičnedatuvannâutvorennâuranovihrudrodoviŝahannešinafganistanzamineralomuiksit AT valʹteraa thenuclearphysicaldatingoftheformationofuraniumoresinthehanneshindepositafghanistanbymineralweeksite AT dikiinp thenuclearphysicaldatingoftheformationofuraniumoresinthehanneshindepositafghanistanbymineralweeksite AT dovbnâan thenuclearphysicaldatingoftheformationofuraniumoresinthehanneshindepositafghanistanbymineralweeksite AT eremenkogk thenuclearphysicaldatingoftheformationofuraniumoresinthehanneshindepositafghanistanbymineralweeksite AT lâškoûv thenuclearphysicaldatingoftheformationofuraniumoresinthehanneshindepositafghanistanbymineralweeksite AT storižkove thenuclearphysicaldatingoftheformationofuraniumoresinthehanneshindepositafghanistanbymineralweeksite |
| first_indexed |
2025-11-25T22:52:43Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:52:43Z |
| _version_ |
1850575377746886656 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
3 • 2015
ФIЗИКА
УДК 621.039+549.6
А.А. Вальтер, Н. П. Дикий,
член-корреспондент НАН Украины А.Н. Довбня,
Г.К. Еременко, Ю. В. Ляшко,
академик НАН Украины В.Е. Сторижко
Ядерно-физическое датирование образования урановых
руд месторождения Ханнешин (Афганистан)
по минералу уикситу
Получение с большой статистикой измерений гамма-спектров минерала уиксита
(K2(UO2)2(Si5O13) · 3H2O) из месторождения Ханнешин в южном Афганистане и их
интерпретация, выполненная с учетом новейших данных об относительной актив-
ности радиоактивных нуклидов семейств 235U и 238U, позволили определить отклоне-
ние от радиоактивного равновесия в изученном минерале. Особенности геологической
и географической позиции изученного образца позволили сопоставить отклонения от
радиоактивного равновесия с возрастом кристаллизации минерала, определенным та-
ким образом как 273 (+65; −41) тыс. лет. Полученные данные подтверждают тенден-
цию увеличения рудного потенциала урановых месторождений Альпийско-Гималайского
пояса с уменьшением их возраста и с запада на восток, что может иметь большое
значение для науки и практики.
В работах [1, 2] прямым недеструктивным ядерно-физическим методом исследовались слу-
чаи отклонения от радиоактивного равновесия минералов геологически древних урановых
руд. Сопоставление с изотопными и чисто геологическими данными показало, что получен-
ные результаты датирования относятся к возрасту последних изменений рудных минералов,
при которых полностью или частично были вынесены промежуточные продукты распада
238U и 235U.
В данной работе мы исследовали отклонение от радиоактивного равновесия состава
геологически молодого минерала урана c целью определения по представительному образцу
возраста важного месторождения урана Ханнешин.
Независимые оценки возраста вмещающей месторождение геологической структуры на-
ходятся в пределах эффективного использования неравновесных методов изотопного дати-
рования (t 6 1 млн лет).
© А.А. Вальтер, Н.П. Дикий, А.Н. Довбня, Г.К. Еременко, Ю.В. Ляшко, В. Е. Сторижко, 2015
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №3 57
Рис. 1. Местонахождение карбонатитового вулкана Ханнешин (а) и схема геологической позиции уиксито-
вых руд на его периферии (б ): а — выделена территория Афганистана, на которой показано положение
городов Кабул (больший квадрат) и Кандагар (меньший квадрат). Положение Вулкана Ханнешин пока-
зано кружком; б — выделен контур жерла карбонатитового вулкана Ханнешин и проявлений уранового
оруденения; 1 — современные эоловые пески; 2 — карбонатитовые туфы, туфолавы и туфопесчаники; 3 —
карбонатиты жерловой фации; 4 — неогеновые пески, песчаники; 5 — контуры площадей развития урано-
вых руд; 6 — место отбора изученного образца уиксита
При интерпретации полученных в работе датировок нарушения равновесия в уиксите мы
учитывали, что по палеоклиматическим соображениям [3] следует исключить из рассмот-
рения случай возможного обводнения урановых руд, содержащих этот минерал, после их
образования. Следовательно, исключается возможность выноса продуктов радиоактивного
распада урана из минерала после его образования, как это наблюдается в рудах геологи-
чески древних месторождений Украинского щита [1, 2] и других регионов [4].
Уиксит был отобран Г.К. Еременко — одним из первооткрывателей месторождения Хан-
нешин а Афганистане, в 1974 г.
Данные о геологической и географической позиции изученного уиксита и вмещающих
его руд приведены в работах [5–8] и иллюстрируются на рис. 1.
Содержащие уиксит руды связаны пространственно и генетически с геологически моло-
дым карбонатитовым вулканизмом. Сохранившиеся руины вулкана Ханнешин возвышают-
ся над окружающим плоскогорьем на 500 м в виде кольцевого поднятия, на юго-восточной
окраине которого расположено месторождение урановых руд с уикситом (рис. 1, б ).
В геолого-тектоническом отношении вулкан Ханнешин находится в центральной части
Сейстанской неотектонической впадины, вытянутой до 700 км на северо-восток при ширине
250–300 км [8], и в глобальном отношении входит в Альпийско-Гималайский складчатый
пояс [9].
По стратиграфическому положению в разрезе карбонатитовых туфов и лав и по “рву-
щему” контакту карбонатитов с осадками плиоцена [7, 8] возраст вулкана Ханнешин опре-
деляется как раннечетвертичный (плейстоценовый), т. е. менее 2,6 млн лет.
K-Ar методом по слюдам возраст карбонатитов определен как меньший 5 млн лет [7].
В работе [9] возраст карбонатитов Ханнешина оценивается в 0,5 млн лет.
Уиксит имеет идеализированный состав K2(UO2)2(Si5O13)·3H2O, кристаллизуется в ром-
бической сингонии, пространственная группа — Cmmb [10, 11].
Состав исследованного образца минерала и морфология его кристаллов изучены мето-
дами сканирующей электронной микроскопии и электронного микрозондового энергодис-
персионного анализа.
58 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №3
Рис. 2. СЭМ-снимки зерен фракции уиксита в отраженных электронах. В пределах зерен светлые участки —
урановые минералы, темные — безурановые силикаты и карбонаты: а — группа типичных зерен: два круп-
ных зерна существенно уикситового состава, мелкое светлое зерно (3 ) состоит, в основном, из уранита-(Са);
б — агрегат удлиненно-пластинчатых зерен уиксита (зерно 1 на рис 2, а); в — игрегат боченковидных
кристаллов уиксита (зерно 2 на рис. 2, а)
Уиксит образует агрегаты удлиненных пластинчатых (рис. 2, б ) иногда боченковидных
кристаллов длиной, обычно не превышающей 0,5 мм при линейных размерах поперечного
сечения до 70 мкм. Наблюдается отдельность, перпендикулярная удлинению кристаллов
(рис. 2, в).
Состав изученного образца уиксита с учетом частичной замены K → Na, Ca близко
отвечает принятой формуле минерала (табл. 1).
А. Г. Пономаревым методом протонного микрозондирования с чувствительностью
500 ppm в исследованном образце уиксита не был обнаружен свинец, т. е. содержание радио-
генного свинца оказалось ниже указанного предела. А.И. Писанским, на основании анализа
процесса радиоактивного распада урана природного изотопного состава, выведено соотно-
шение CPb = CU[0,859267 exp(0,1551t) + 0,006342 exp(0,9846t) − 0,865609], где CPb — коли-
чество радиогенного свинца в минерале, содержащем CU урана через время t миллионов
лет с момента образования минерала. Подставив соответствующие значения, численным
методом получили для изученного образца уиксита значение возраста t < 6 млн лет.
Для гамма-спектрометрических измерений использовалась порошкообразная фракция
уиксита Ханнешина (G1) массой m = 0,199 г. Кроме уиксита, в этой фракции при электрон-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №3 59
но-зондовом исследовании в виде незначительной примеси (первые проценты) были обнару-
жены зерна, состоящие из мелких (до 50–70 мк) кристаллов минерала, близкого по составу
к ранее обнаруженному в рудах Украины ураниниту-(Са) : CaU2O6, с массовым содержа-
нием урана около 77% (рис. 2, а, зерно 3 ).
В качестве образца сравнения использовался предоставленный КП “Кировгеология” ат-
тестованный стандартный порошкообразный образец силикатной урановой руды УР 768С
(m = 3,773 г) с содержанием урана 0,768% (мас.).
Измерения гамма-излучения образцов проводили с помощью Ge(Li) детектора с V =
= 50 см2 и разрешением 3,2 кэВ по 1333 кэВ линии 60Сo. Для уменьшения влияния фона
детектор был оборудован трехслойной Pb−Cu−Al защитой. Обработку полученных спект-
ров выполняли с помощью компьютерной программы BaltiSpectr-3.
Для предотвращения возможного ухода из образцов радона за 40 дней до измерений
они были помещены в герметизированные при помощи 3 мм слоя пластика тонкостенные
металлические контейнеры.
С целью повышения статистической надежности результатов для каждого из образцов
проводили неоднократные измерения. Для G1 получены 16 спектров с суммарным временем
экспозиции около 150 ч и для УР-768С — 8 спектров, время экспозиции — около 100 ч.
При определении относительной активности нуклидов использовались современные зна-
чения из библиотек ядерных данных Брукхевенской национальной лаборатории (США)
и университета Лунда (Швеция) [12, 13] (табл. 2).
В табл. 2 приведены лишь наиболее представительные по интенсивности гамма-линии,
используемые при вычислениях степени неравновесия по соотношению активностей членов
радионуклидов семейств 238U и 235U.
С учетом современных данных о распространенности долгоживущих изотопов урана [14]
при расчетах приняты средние значения атомных распространенностей 238U — 99,2745%,
235U — 0,7200%, отношение km(238/235) = 137,881, соотношение периодов полураспада:
kT (238/235) = 6,348; отношение коэффициентов km/kT = 21,719.
На спектрах исследуемых образцов не были зарегистрированы гамма-линии, отвечаю-
щие излучению членов радиоактивного семейства 232Th.
Из сравнения полученных интенсивностей для линий 1001 кэВ радионуклида 234mPa,
находящегося в равновесии с 238U, исследовавшихся образца (G1) и стандартного образца
(УР-768С) с известным содержанием урана определили содержание урана в образце G1:
(41,66 ± 2,92)%. Это несколько выше, чем содержание урана в уиксите (табл. 1) по дан-
ным электронно-микрозондового анализа и, вероятно, является следствием упоминавшейся
выше примеси в изученном образце фазы, близкой к ураниниту-(Са).
Таблица 1. Химический состав исследованного образца уиксита
Элемент Na Mg Al Si K Ca Cu Zr U
Массовые проценты: среднее (m) и стандартное отклонения (σ)
m 1,45 0,07 0,08 10,56 2,96 0,06 0,07 0,05 34,59
σ 0,19 0,16 0,13 0,38 0,43 0,25 0,29 0,22 3,72
Атомные соотношения, приведенные к U = 2: среднее (m) и стандартное отклонения (σ)
m 0,88 0,04 0,04 5,21 1,04 0,02 0,01 0,01 2,00
σ 0,18 0,10 0,07 0,42 0,07 0,10 0,05 0,03 0
Пр и м е ч а н и е: количество определений — 17; электронно-микрозондовый анализ выполнен С. М. Рома-
ненко, прибор Camscan S-4, SEM-EDX (Oxford).
60 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №3
При определении коэффициентов неравновесия, наряду с другими факторами, важным
является надежное определение энергетической зависимости эффективности детектирую-
щего спектрометрического тракта. На рис. 3 приведены такие зависимости для случая
измерений образца G1. Кривая в правой части рисунка представляет полином 2-й степе-
ни, полученный при описании компьютерной программы Fumili положения набора точек.
Последние — усредненные по всем набранным спектрам при измерениях образца значе-
Таблица 2. Современные (12.03.2014) значения спектрометрических характеристик основных нуклидов ра-
диоактивных семейств 238
U и 235
U
Радионуклид
Период
полураспада
Распад, %
Энергия гамма-
излучения кэВ
Квантовый выход, %
по [12] по [13]
Радиоактивное семейство 238
U
238
U 4,468 · 10
9 г α, 100
234Th 24,10 дн β−, 100
234mPa 1,17 мин β−, 99,84 1001,0 0,842 0,837
234U 2,455 · 10
5 г α, 100
230Th 7,538 · 10
4 г α, 100
226Ra 1600 г α, 100 186,2 3,64 3,59
222Rn 3,8235 дн α, 100
218Po 3,098 мин α, 99,95
214Pb 26,8 мин β−, 100 242,0 7,251 7,43
295,2 18,42 19,3
351,9 35,60 37,6
214Bi 19,9 мин β−, 99,98 609,3 45,49 46,1
768,4 4,894 4,94
934,1 3,107 3,03
1120,3 14,92 15,1
1238,1 5,834 5,79
1377,7 3,988 4,00
1764,5 15,30 15,4
214Po 164,3 мкс α, 100
210Pb 22,3 г β−, − > 100
210Bi 5,013 дн β−, − > 100
210Po 138,376 дн α, 100
206Pb стабильный
Радиоактивное семейство 235
U
235
U 703,8 · 10
6 г α, 100 185,7 57,2 57,2
231Th 25,52 ч β−, 100
231Pa 32760 г α, 100
227Ac 21,773 г β−, 98,62
α, 1,38
227Th 18,68 дн α, 100 236,0 12,9 12,3
223Ra 11,435 дн α, 100 269,5 13,9 13,7
219Rn 3,96 с α, 100 271,2 10,8 10,8
401,8 6,60 6,37
215Po 1,781 мс α, − > 100
211Pb 36,1 мин β−, 100
211Bi 2,14 мин α, 99,72 351,1 13,02 12,91
β−, 0,276
207Tl 4,77 мин β−, 100
207Pb стабильный
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №3 61
Рис. 3. Относительная эффективность детектора при измерениях образца G1 в районах сильных линий
227Th−223Ra−219 Rn и 234mPA
ния интенсивностей ряда сильных линий от 214Bi (609,3; 768,4; 934,1; 1120,3; 1238,1; 1377,7
и 1764,5 кэВ), полученных с учетом значений квантовых выходов (табл. 2, графа 5).
Наблюдаемое (рис. 3) отклонение от кривой зарегистрированной интенсивности, полу-
ченной с учетом квантового выхода, гамма-линии 1001,0 кэВ от 234mРа (показано звездоч-
кой) радионуклида 214Bi и определяет коэффициент неравновесия для радиоактивного се-
мейства 238U.
Аналогично (полином 1-й степени) строилась кривая эффективности детектора (левая
часть рис. 3) по точкам от 214Pb (242,0; 295,2; 351,9 кэВ), находящегося в равновесии с 214Bi,
и от также находящегося в равновесии с 214Bi, 226Ra (186,2 кэВ) точке. Для последней пред-
варительно вычитался из регистрируемой интенсивности суммарной 186 кэВ линии вклад от
185,7 кэВ линии 235U, рассчитываемый по соотношению 238U/235U = 137,88 и интенсивности
линии 1001,0 кэВ.
Отношение полученного в результате усреднения для дочерних радионуклидов 227Th,
223Ra и 219Rn (на рис. 3 показаны ромбиками) значения активности к активности 235U
определяло коэффициент неравновесия для радиоактивного семейства 235U.
С полученными значениями kne можно отождествить значения возраста кристаллизации
минерала. На рис. 4 показаны (кривые) расчетные зависимости возраста от коэффициентов
неравновесия для семейств 238U и 235U соответственно. Результаты полученных значений
коэффициентов неравновесия для образца G1 отражены на рис. 4 кружками, а звездочка-
ми — интервалы погрешностей их определения.
Для образца G1 коэффициент неравновесия по радиоактивному семейству 238Uk238 =
= 0,919± 0,037 (±4%). Этому соответствует возраст минерала t238 = 273 тыс. лет (+65 (−)
41) тыс. лет. Для этого образца коэффициент неравновесия по радиоактивному семейству
235U k235 = 0,994 ± 0,080 (±8%) и соответствующий ему возраст минерала t235 = 239 (+89
(−)123) тыс. лет.
Таким образом, по обоим семействам средние оценки возраста находятся в удовлетво-
рительном соответствии. Учитывая лучшую статистику и более высокую точность данных,
полученных по семейству 238U: 273 (+65; −41) тыс. лет, это значение приняли за истинный
возраст минерала. Это уже момент новейшей геологической истории, близкий по времени
к появлению Homo sapiens.
62 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №3
Рис. 4. Зависимость возраста уиксита (G1) от величины коэффициентов неравновесия (k) для радиоактив-
ных семейств 238
U и 235
U
Полученные данные подтверждают установленную тенденцию [9] увеличения рудного
потенциала урановых месторождений Альпийско-Гималайского пояса во временном отно-
шении в позднеальпийскую эпоху (5–0 млн лет) и в пространственном отношении — с запада
на восток. Поскольку данные об ураноносности этой важнейшей геоэкономической области
начали накапливаться относительно недавно, полученный возраст уиксита месторождения
Ханнешин может иметь важное значение для науки и практики.
Развитый в работе метод датирования молодого уранового оруденения, хотя и уступает
по точности современным локальным изотопным методам, обеспечивает большую предста-
вительность полученного результата в связи с анализом в ненарушенном виде граммовых,
а не нанограммовых количеств рудного материала.
Авторы благодарны упомянутым в статье аналитикам, а также А.И. Писанскому и В.В. По-
невчинскому за помощь в подготовке текста статьи и иллюстраций к ней.
1. Valter A.A., Dikiy N. P., Dovbnya A.N., Lyashko Yu.V., Pisansky A. I., Storizhko V. E. The effect of
mineral content on the degree of deviation from radioactive equilibrium in the ancient uranium ores of
the Ukraine // Problems of atomic science and technolology. – 2007. – No 5. – ser. Nuclear Physics
Investigations (48). – P. 69–75.
2. Вальтер А.А., Дикий Н.П., Довбня А.Н., Ляшко Ю.В., Писанский А.И., Сторижко В.Е. Ядер-
но-физическое исследование радиоактивного равновесия в древних урановых рудах Украины // Доп.
НАН України. – 2009. – № 7. – С. 76–81.
3. Borzenkova L. I., Zubakov V.A. Global paleoclimates of the late cenozoic. – Amsterdam: Elsevier, 1990. –
456 p.
4. Голубев В.Н., Чернышев И.В. Дифференциальное поведение компонентов 238
U–206Pb и 235
U–207Pb
изотопных систем в полиминеральных урановорудных образованиях // Геохимия. – 2009. – № 4. –
С. 339–347.
5. Еременко Г.К., Ильменев Е. С., Азими Н.А. Находка минерала группы виксита в Афганистане //
Докл. АН СССР. – 1977. – 237, № 5. – С. 1191–1193.
6. Еременко Г.К., Вихтер Б.А., Чмырев В.М., Хабибуло А. Четвертичный вулканический комплекс
Ханнешин в Афганистане // Там же. – 1975. – 223, № 2. – С. 427–430.
7. Алхазов В.Ю., Атакишиев З.М., Азими Н.А. Геология и полезные ископаемые раннечетвертичного
карбонатитового вулкана Ханнешин (Южный Афганистан) // Сов. геология. – 1977. – № 4. – С. 131–
136.
8. Пакульнис Г. В., Комарницкий Г.М. Месторождение урана Ханнешин на периферии карбонатитового
вулкана (Афганистан) // Геология рудных месторождений. – 1995. – 37, No 5. – С. 427–438.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №3 63
9. Миронов Ю. Б. Типы урановых месторождений Альпийско-Гималайского пояса // Радиоактивность
и радиоактивные элементы в среде обитания человека. Материалы IV Междунар. конф., г. Томск,
4–8 июня 2013. – С. 367–370. Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 2013. – 620 с.
10. Бернс П.К. Последние достижения в области изучения структур урановых минералов и кристалло-
химии урана // Зап. Всерос. минерал. об-ва. – 2002. – Ч. 132, № 6. – С. 90–114.
11. Кривовичев В. Г. Минералогический словарь. – Ст.-Петербург: Изд.-во Ст.-Петербург. ун-та, 2008. –
556 с.
12. http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/.
13. http://nucleardata.nuclear.lu.se/toi/nucSearch.asp.
14. https://www-nds.iaea.org.
Поступило в редакцию 28.10.2014Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы
ННЦ “Харьковский физико-технический институт”
НАН Украины
А.А. Вальтер, М. П. Дикий, член-кореспондент НАН України А. М. Довбня,
Г. К. Єременко, Ю.В. Ляшко, академiк НАН України В.Ю. Сторiжко
Ядерно-фiзичне датування утворення уранових руд родовища
Ханнешин (Афганiстан) за мiнералом уiксит
Отриманi за великою статистикою вимiрювань гама-спектри мiнералу уiкситу
(K2(UO2)2(Si5O13) · 3H2O) родовища Ханнешин у пiвденному Афганiстанi i їх iнтерпрета-
цiя, що виконана з урахуванням новiтнiх даних про вiдносну активнiсть радiоактивних
нуклiдiв сiмейств 235U i 238U, дозволили визначити вiдхилення вiд радiоактивної рiвноваги
в мiнералi, що дослiджувався. Особливостi геологiчної i географiчної позицiй дослiджува-
ного зразка дозволили зiставити вiдхилення вiд радiоактивної рiвноваги iз вiком кристалi-
зацiї мiнералу, що був визначений таким чином як 273 (+65; −41) тис. рокiв. Одержанi
данi пiдтверджують тенденцiю збiльшення рудного потенцiалу уранових родовищ Альпiй-
сько-Гiмалайського поясу iз зменшенням їх вiку iз заходу на схiд. Це може мати велике
значення для науки i практики.
A.A. Valter, N. P. Dikiy,
Corresponding Member of the NAS of Ukraine A.N. Dovbnia, G.К. Eremenko,
Yu.V. Liashko, Academician of the NAS of Ukraine V.Ye. Storizhko
The nuclear-physical dating of the formation of uranium ores in the
Hanneshin deposit (Afghanistan) by mineral weeksite
The gamma spectra, which are obtained with the great statistics of measurements, of a mineral
weeksite (K2(UO2)2(Si5O13)·3H2O) from the Khanneshin deposit in the southern Afghanistan, and
their interpretation executed with account for the newest data on the relative activity of radioactive
nuclides of the families of 235U and 238U have allowed us to define a deviation from the radioactive
balance in the studied mineral. Features of geological and geographical positions of the studied
sample have allowed comparing the deviations from the radioactive balance with the age of the
mineral crystallization defined thus as 273 (+65; −41) thousand years. The obtained data confirm
the tendency of the increase in the ore potential of uranium deposits of the Alpine-Himalayan belt
with a reduction of their age and from the West to the East. This can have great meaning for
science and practice.
64 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №3
|