МЕСТА НАХОЖДЕНИЯ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ В МИНЕРАЛАХ (НА ПРИМЕРЕ ИЛЬМЕНИТА ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ ГРАНИТОВ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА)

摘要

Термический анализ выделения гелия из ильменита щелочных гранитов (Понойский массив, Кольский полуостров) и экстракция газов посредством дробления, плавления и ступенчатого нагрева образца в вакууме выявили несколько разных мест нахождения (мн) благородных газов в одном минерале. В диапазоне температур 400—600°С выделяются радиогенные ~(40)Ar* и Не, при этом, несмотря на близкие температуры экстракции, газы занимают разные ми: захваченный избыточный ~(40)Ar* находится в относительно крупных включениях (>10 мк) и почти полностью выделяется при дроблении (более 80%, первое мн), в то время как Не находится в "залеченных" α-треках и выделяется при нагреве образца (второе мн). В третьем мн находится почти исключительно радиогенный Не, выделяющийся при температуре около 1100°С; в этой температурной фракции отношение ~4Не/~(40)Аr* == 830, в то время как для образца в целом оно близко к 10. Из четвертого мн выделился гелий с наиболее высоким отношением ~3Не/~4Не = 1.1 х 10~(-6), свидетельствующим о вкладе мантийного гелия. Наблюдаемое распределение изотопов гелия и аргона в ильмените согласуется с геологическими данными об эволюции пород Понойского массива. Кварц-полевошпатовая жила, из которых был отобран ильменит, образовались в результате кристаллизации остаточных щелочно-гранитных расплавов; расплавы содержали мантийный Не, попадающий в конечном итоге в первичные включения (четвертое мн). После формирования породы массива накапливали радиогенный ~(40)Ar*, но теряли более подвижный радиогенный Не. Во время палео-протерозойского метаморфизма Понойского массива радиогенный ~(40)Ar* выделился из K-содержащих минералов гранитов и был импрегнирован в "безкалиевый" ильменит (первое мн). В дальнейшем захваченный ~(40)Ar* сохранялся во включениях в минерале, а возникавший in situ при радиоактивном распаде U и Th гелий преимущественно мигрировал из него. В настоящее время ильменит характеризуется значительным избытком ~(40)Ar* и, одновременно, дефицитом ~4Не (второе и третье мн). Ни К—Аr, ни U—Th—Не изотопные системы минерала не могут быть использованы для датирования.