Изотопный состав гелия и отношение 4He/20Ne в пирите и магнетите эксплозивной карбонатитовой брекчии массива Салланлатва, Кольский регион

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучены изотопный состав гелия и соотношения гелия и неона во флюидных включениях в магнетите и пирите из карбонатитовых брекчий щёлочно-ультраосновного комплекса Салланлатва, Кольская щелочная провинция (северо-запад России), с применением метода ступенчатого дробления. Полученные результаты указывают на высокую вероятность участия в формировании эксплозивных карбонатитовых брекчий Салланлатвы флюидов из нескольких источников, захваченных в различных пропорциях. Отношение R/Ra (R – измеренное отношение 3He/4He, а Ra = 1.382 х 10-6 — то же отношение в атмосферном воздухе) достигает величины 2.3, что является надёжным индикатором присутствия мантийных газов. Низкое (от 1 до 44) значение отношения 4He/20Ne позволяет предполагать участие атмосферных газов, растворённых в палеометеорных водах. Сочетание этих двух фактов говорит в пользу гипотезы о фреатомагматической природе исследованных брекчий, т. е. об их формировании за счёт взаимодействия внедрявшегося горячего ортомагматического флюида с метеорными водами, несущими растворённые атмосферные газы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Н. Козлов

Геологический институт Кольского научного центра Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: kozlov_e.n@mail.ru
Россия, Апатиты

Е. Н. Фомина

Геологический институт Кольского научного центра Российской академии наук

Email: kozlov_e.n@mail.ru
Россия, Апатиты

М. Ю. Сидоров

Геологический институт Кольского научного центра Российской академии наук

Email: kozlov_e.n@mail.ru
Россия, Апатиты

А. В. Гудков

Геологический институт Кольского научного центра Российской академии наук

Email: kozlov_e.n@mail.ru
Россия, Апатиты

В. В. Колобов

Центр физико-технических проблем энергетики Севера Кольского научного центра Российской академии наук

Email: kozlov_e.n@mail.ru
Россия, Апатиты

Список литературы

  1. Ballentine C. J., Burgess R., Marty B. Tracing Fluid Origin, Transport and Interaction in the Crust // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. V. 47. №1. P. 539–614. https://doi.org/10.2138/rmg.2002.47.13
  2. Mamyrin B. A., Tolstikhin I. N. Helium isotopes in nature. Amsterdam, New York: Elsevier, 1984. 288 p.
  3. Tolstikhin I. N., Kamensky I. L., Marty B., Nivin V. A., Vetrin V. R., Balaganskaya E. G., Ikorsky S. V., Gannibal M. A., Weiss D., Verhulst A., Demaiffe D. Rare gas isotopes and parent trace elements in ultrabasic-alkaline-carbonatite complexes, Kola Peninsula: identification of lower mantle plume component // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2002. V. 66. № 5. P. 881–901. https://doi.org/10.1016/s0016-7037(01)00807-9
  4. Kramm U., Kogarko L. N., Kononova V. A., Vartiainen H. The Kola Alkaline Province of the CIS and Finland: Precise Rb–Sr ages define 380–360 Ma age range for all magmatism // Lithos. 1993. V. 30. № 1. P. 33–44. https://doi.org/10.1016/0024-4937(93)90004-v
  5. Downes H., Balaganskaya E., Beard A., Liferovich R., Demaiffe D. Petrogenetic processes in the ultramafic, alkaline and carbonatitic magmatism in the Kola Alkaline Province: A review // Lithos. 2005. V. 85. № 1–4. P. 48–75. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2005.03.020
  6. Marty B., Tolstikhin I., Kamensky I.L., Nivin V. A., Balaganskaya E., Zimmermann J.-L. Plume-derived rare gases in 380 Ma carbonatites from the Kola region (Russia) and the argon isotopic composition in the deep mantle // Earth and Planetary Science Letters. 1998. V. 164. № 1–2. P. 179–192. https://doi.org/10.1016/s0012-821x(98)00202-7
  7. Буйкин А. И., Верховский А. Б., Сорохтина Н. В., Ко гарко Л. Н. Состав и источники летучих и благородных газов во флюидных включениях в пироксенитах и карбонатитах Себльяврского массива, Кольский полуостров // Петрология. 2014. Т. 22. № 5. С. 546–560. https://doi.org/10.7868/s0869590314050033
  8. Буйкин А. И., Камалеева А. И., Сорохтина Н. В. К вопросу об эффективности разделения захваченных и образованных in situ компонентов благородных газов при дроблении образцов в вакууме // Геохимия. 2018. № 6. С. 586–593. https://doi.org/10.7868/s0016752518060079
  9. Kozlov E., Skiba V., Fomina E., Sidorov M. Noble gas isotopic signatures of sulfides in carbonatites of the Vuoriyarvi alkaline-ultrabasic complex (Kola Region, NW Russia) // Arabian Journal of Geosciences. 2021. V. 14. Art. № 1725. https://doi.org/10.1007/s12517-021-07884-9
  10. Кухаренко A. A., Булах А. Г., Багдасаров Э. А., Римская-Корсакова О. М., Нефедов Е. И., Ильинский Г. А., Сер геев A. C., Абакумова Н. Б. Каледонский комплекс ультраосновных, щелочных пород и карбонатитов Кольского полуострова и Северной Карелии. М.: Недра, 1965. 772 с.
  11. Zaitsev A. N., Sitnikova M. A., Subbotin V. V., Fernández-Suárez J., Jeffries T. E. Sallanlatvi Complex– a rare example of magnesite and siderite carbonatites // Phoscorites and carbonatites from mantle to mine: the key example of the Kola alkaline province. Eds. F. Wall, A.N. Zaitsev. London: Mineralogical Society of Great Britain & Ireland, 2004. P. 201–245. https://doi.org/10.1180/MSS.10.07
  12. Афанасьев Б.В. Минеральные ресурсы щелочноультраосновных массивов Кольского полуострова. СПб.: Изд-во “Роза ветров”, 2011. 224 с.
  13. Walter B. F., Giebel R. J., Siegfried P. R., Gudelius D., Kolb J. The eruption interface between carbonatitic dykes and diatremes – The Gross Brukkaros volcanic field Namibia // Chemical Geology. 2023. V. 621. Art. № 121344. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2023.121344
  14. Wilske C., Suckow A., Gerber C., Deslandes A., Crane P., Mallants D. Mineral Crushing Methods for Noble Gas Analyses of Fluid Inclusions // Geofluids. 2023. V. 2023. Art. ID 8040253. P. 1–25. https://doi.org/10.1155/2023/8040253
  15. Скиба В. И., Каменский И. Л., Ганнибал М. А., Пахомовский Я. А. Распределение изотопов гелия и аргона в амфиболе из кварц-полевошпатовой жилы контактовой зоны Понойского массива (Кольский полуостров) // Записки РМО. 2018. Т. 147. № 4. С. 96–107.
  16. Defourny A., Blard P.-H., Zimmermann L., Jobé P., Collignon A., Nguyen F., Dassargues A. δ13C, CO2/3He and 3He/4He ratios reveal the presence of mantle gas in the CO2-rich groundwaters of the Ardennes massif (Spa, Belgium) // Hydrology and Earth System Sciences. 2022. V. 26. № 10. P. 2637–2648.
  17. Ozima M., Podosek F. A. Noble Gas Geochemistry (2nd ed.). Cambridge: Cambridge University Press, 2001. 286 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511545986

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. (а) Сопоставление отношения R/Ra в валовом газе, извлечённом при дроблении, с содержанием U + 0.24Th (ppm), определённом в пудре, оставшейся после дробления. (б) Гистограмма, отражающая связь частоты встречаемости определённых значений отношения R/Ra в зависимости от содержания 3He для минералов и валовых проб карбонатитов (закрашенные области столбиков) и комплементарных им пород (пустые области) из комплексов КЩП по данным из работы [3]. Сопоставление (в) концентрации 3He с изотопным отношением 4He/3He и (г) отношений R/Ra и 4He/20Ne во флюидах, извлечённых ступенчатым дроблением из пирита и магнетита эксплозивных карбонатитовых брекчий массива Салланлатва. Условные обозначения: 1 — первая ступень дробления (до 100 ударов), 2 — вторая ступень (от 100 до 200 ударов), 3 — третья ступень дробления (от 200 до 1000 ударов), 4 — магнетит (Mag), 5 — пирит (Py). На рисунке (в) приведена линия смешения, построенная по данным из работы [8], между веществом Кольского плюма [3] и радиогенным гелием, образованным в минерале in situ. На рисунке (г) цвет символов соответствует исследованному образцу (красный — 186.0 м, голубой — 187.6 м, зелёный — 229.5 м), а стрелки отражают последовательность ступеней дробления от первой к третьей. На рисунке (г) также приведены линии смешения между водой, насыщенной воздухом, корой и верхней мантией ([1, 16] и ссылки там), а также изотопные характеристики воздуха атмосферы [17]

Скачать (71KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024