Эльбрусский вулканический центр: новые возможности ЭПР для определения возраста пород

Восстановление истории развития Эльбрусского вулканического центра (ЭВЦ) имеет большое значение для предсказания возможных извержений. Некоторые этапы его развития приходятся на интервалы времени, которые сложно измерить традиционными радиоизотопными методами. В связи с этим изучена возможность использования метода датирования по радиационным центрам в кварце, концентрация которых измерена с помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). При датировании лавовых потоков с возрастом <50 тыс. лет наблюдается хорошая сходимость результатов, полученных ЭПР, радиоуглеродным и сравнительным геоморфологическим методами. Из-за низкой термической стабильности радиационных центров в кварце в ряде случаев измеренные величины возраста отражают более позднее термическое воздействие вышележащих лавовых потоков или интрузивных тел. Разработанная методика ЭПР-датирования с промежуточным отжигом привела к результатам, имеющим лучшую сходимость с данными, полученными ⁴⁰Ar/³⁹Ar и K-Ar методами для пород, возраст которых превышает 50 тыс. лет.

1. Богатиков О.А., Мелекесцев И.В., Гурбанов А.Г. и др.Катастрофическая плейстоценовая и голоценовая активность вулканического центра Эльбрус (Северный Кавказ, Россия): события и хронология по данным 14С, ЭПР и K-Ar датирования // Вулканология и сейсмология. 2001. № 2. С. 3–17.

2. Вяткин С.В. Термоселективная методика датирования кварца по Al-парамагнитным центрам и уточнение хронологии извержений вулкана Эльбрус: Автореф. канд. дисс. М., 2007. 16 с.

3. Гурбанов А.Г., Газеев В.М., Гурбанова О.А. Возможности применения радиоуглеродного (14С) метода датирования геологических событий в пределах Эльбрусского вулканического центра // Вестн. Владикавказ. науч. центра РАН. 2021а. Т. 21, № 1. С. 60–68.

4. Гурбанов А.Г., Газеев В.М., Лексин А.Б., Гурбанова О.А. Результаты 40Ar/39Ar датирования субвулканического тела в жерле вулкана Кюкюртлю // Вестн. Владикавказ. науч. центра РАН. 2021б. Т. 21, № 1. С. 51–60.

5. Количественное измерение концентрации электронных и дырочных центров в кварце методом ЭПР: Инструкция Министерства геологии СССР. М.: ВИМС, 1986. 24 с.

6. Короновский Н.В. Геологическое строение и история развития вулкана Эльбрус // Оледенение Эльбруса. М.: МГУ, 1968. С. 15–74.

7. Масуренков Ю.П. Кайнозойский вулканизм Эльбрусской вулканической области. М.: АН СССР, 1961. 132 с.

8. Милановский Е.Е., Короновский Н.В. Новые данные о древнейших этапах развития вулкана Эльбрус // Докл. АН СССР. 1961. Т. 141, № 2. С. 433–436.

9. Муратов М.В., Гзовский М.В. Основные этапы развития Эльбруса как вулкана. М.: МГРИ, 1948. Т. 23. С. 75–82.

10. Наумов В.Б., Толстых М.Л., Гурбанов А.Г. и др. Условия образования ксенолитов из плейстоценовых лавовых потоков вулкана Эльбрус (Кавказ) // Геохимия. 2001. № 11. С. 1230–1236.

11. Новейший и современный вулканизм на территории России / Отв. ред. Н.П. Лаверов. М.: Наука, 2005. 604 с.

12. Паффенгольц К.Н. Эльбрус // Изв. АН СССР: Сер. геол. 1959. № 2. С. 3–23.

13. Природные процессы на территории КабардиноБалкарии / Под ред. Н.П. Лаверова. М.; Нальчик: РАН и Мин-во образов. и науки РФ, 2004. 438 с.

14. Чернышев И.В., Бубнов С.Н., Лебедев В.А. и др. Два этапа эксплозивного вулканизма Приэльбрусья: геохронология, петрохимические и изотопно-геохимические характеристики вулканитов и их роль в истории неогенчетвертичного вулканизма Большого Кавказа // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2014. Т. 22, № 1. С. 100–130.

15. Чернышев И.В., Лебедев В.А., Бубнов С.Н. и др. Плиоценовые игнимбриты Приэльбрусья и их место в истории неоген-четвертичного вулканизма Большого Кавказа (изотопно-геохронологические данные) // Докл. РАН. 2011б. Т. 436, № 2. С. 247–252.

16. Шабалин Р.В., Вяткин С.В., Гурбанов А.Г., Кощуг Д.Г. Термическая рекомбинация парамагнитных Al-центров в кварце и ЭПР датирование // Зап. ВМО. 2004. № 2. С. 76–88.

17. Щербакова Е.М. Древнее оледенение Большого Кавказа. М.: МГУ, 1973. 271 с.

18. Grun R. Electron spin resonance (ESR) dating // Quaternary Intern. 1989. N 1. P. 65–109.

19. Gurbanov A.G., Lowenstern J.B., Bogatikov O.A., Lipman P.W. Pleistocene and Holocene eruptive history of Elbrus Volcano, a hazardous postcaldera stratocone in southern Russia // General Hess Assembly of IAVCEI in Pucon, Chile (14–16 November 2004).

20. Ikeya M. New application of electron spin resonance. Dating, dosimetry and microscopy. Singapore, New Jersey, London, Hong Kong, Bangalore: Word Scientifi c, 1993. 500 p.

21. Koshchug D.G., Gazeev V.M., Gurbanov A.G. et al. EPR Dating and Evolution of the Elbrus Volcano // Appl. Magnetic Resonance. 2005. Vol. 28. P. 331–342.

22. Prescott J.R., Huntley D.J., Hutton J.T. Estimation of equivalent dose in thermoluminescence dating: The Australian slide method // Ancient TL. 1993. Vol. 11. P. 1–5.

23. Vyatkin S.V., Koshchug D.G., Makhotin S.S. Various recombination kinetics of Al-centers in quartz from the Elbrus volcano and the Eldzhurtinsky granite rocks // Appl. Magn. Res. 2007. Vol. 32. P. 333–344.