РАДИОАКТИВНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

РАДИОАКТИВНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД определяется
содержанием в них радиоактивных элементов - членов радиоактивных рядов
238U,
235U, 232Th и радиоактивного
изотопа 40К. Содержание др. радиоактивных изотопов
(87Rb, 150Nd и др.) существенно
не влияет на общую Р. г. п., так как скорость их радиоактивного распада
крайне мала. Среднее содержание обоих изотопов урана в земной коре (до
глубины 16 км) составляет ок. 2,5 <^.10^-4%
(вес.), тория 1,3<^.10^-3%, радиоактивного изотопа
калия 0,029% . Кроме того, в горных породах присутствуют продукты распада
радиоактивных элементов, к-рые иногда мигрируют в окружающие породы и образуют
в земной коре струи подземных газов (Не, Аr и т. д.). В почвах накапливается
Rn, имеющий радиогенное происхождение.

Среди изверженных горных пород наибольшей
радиоактивностью обладают кислые (U-3,5<^.10^-4;
Th-1,8 <^. 10^-3), наименьшей - ультраосновные
породы (U-3<^. 10^-7; Th-5<^. 10^-7).
В кристаллич. горных породах радиоактивные элементы частично входят в состав
акцессорных
минералов: ортита, циркона, монацита, апатита, сфена и др., а также
частично присутствуют в форме окислов, химически не связанных с определёнными
минералами.

Содержание радиоактивных элементов в осадочных
горных породах (U-3,2 <^. 10^-4; Th-1,1 <^.10^-3)
определяется их происхождением; макс. концентрации в органогенных осадках
обусловлены присутствием углерода органич. происхождения, фосфатов и др.
веществ, являющихся важными осадителями урана (напротив, хемогенные осадки
- гипс, каменная соль - отличаются низкой радиоактивностью ).

В почвах отношение Th к U значительно выше,
чем в коренных (массивных) породах, что связано с накоплением Th в неразрушаемых
остатках пород и миграцией легкоподвижного U.

В молодых глубоководных мор. отложениях
наблюдается значит. накопление иония (изотопа Th, члена радиоактивного
ряда 238U), в десятки раз большее по сравнению
с равновесным его содержанием в уране. Это обусловлено хим. особенностями
иония, благоприятствующими выпадению его из воды с осадками, в отличие
от U, удерживающегося в растворе.

Кристаллич. породы Луны (базальты, анортозиты)
заметно обеднены радиоактивными элементами (U-0,24 <^.10^-4;
Th-1,14<^.10^-4), а породы Венеры характеризуются
соотношениями U(2,2 <^.10^-4) и Th(6,5 <^.
10-⁴),
близкими земным (каменные метеориты соответственно содержат U-1,5<^.10^-6
и Th-4<^.10^-6).

Англ. геолог Дж. Джоли впервые (1905) обратил
внимание на то, что Р. г. п. имеет важное значение как источник тепловой
энергии Земли. Расчёты показали, что если бы концентрация радиоактивных
элементов в объёме всей Земли была такой, как в её поверхностном слое,
то суммарное кол-во тепла, образующегося в результате радиоактивного распада,
в несколько десятков раз превышало бы потерю Землёй тепла путём излучения
его в мировое пространство; из этого следовал вывод, что все радиоактивные
элементы сосредоточены только в верхней зоне земной коры. Такое предположение
получило частичное подтверждение в 1970-е гг. после измерения концентрации
U и Th (10^-6%) в образцах пород из мантии, извлечённых со дна
океанов.

Норв. учёный В. М. Гольдшмидт показал (1923-27),
что содержание радиоактивных элементов в основном в верхней (гранитной)
оболочке Земли связано с хим. особенностями силикатов (изоморфным
вхождением U и Th в их структуру). Выплавление силикатной земной коры из
мантии по принципу зонного плавления неизбежно приводит к обогащению
коры U, Th и щелочными элементами.

Лит.: Метеорология и атомная энергия,
пер. с англ., под ред. Н. Л. Бызовой и К. П. Махонько, Л., 1971; Кароль
И. Л., Радиоактивные изотопы и глобальный перенос в атмосфере, Л., 1972;
Израэль Ю. А., Мирные ядерные взрывы и окружающая среда, Л., 1974. С. Г.
Малахов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я