НЕОН. ВОПРОСЫ ГЕОХИМИИ БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ.

НЕОН. ВОПРОСЫ ГЕОХИМИИ БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ.

Макаров В.П.

Неон – ещё один из триады (аргон [25], гелий [24] и неон [37, 40]) благородных газов, широко используемых для определения абсолютного возраста геологических образований. Решение геохронологических задач позволи­ло осветить многие аспекты рудо- и петрогенеза. Практика этих исследований выделяет два крупных раздела: ана­лиз, во-первых, радиогенных изотопов и изобаров в природных образованиях; во-вторых, радиационных изотопов (РЦИ), включаю­щих большую группу изотопов благородных газов (БГ) — продуктов ядерных реакций при взаимодействии вещества с нуклонами. Изу­чение РЦИ способствовало определению ра­диационного возраста tрц, т.е. времени, прошедшего с момента последнего раскалывания материнского тела, в котором он был экрани­рован от действия космического излучения ([9]; А.П. Виноградов и др., 1964). Исследова­ния А.К. Лаврухиной ([4] и др.), объяснив многие особенности поведения РЦИ, позволили успешно решать эту задачу. При постановке подобных задач опериру­ют отношениями содержаний изотопов. Но изучение свинцов [6, 7] показало, что дополнительную информацию дает анализ распро­странения относительных содержаний iС (i = 204 и т.д. ΣiС = 100%) изотопов с помощью особой методики [5, 6], а также динамики изменения содержаний изотопов относительно друг друга. Эти методики использованы для изучения изотопных сис­тем (ИС) аргона [23] и гелия [24], а в данной работе - и для изучения неона.  Все анализы заимствованы из открытых литературных источников. Далее на всех рисунках и в таблицах объёмные концентрации изотопов выражаются в абсолютных единицах 10-8 см3/г (породы).

При рассмотрении резуль­татов анализа распростране­ния изотопов   Ne был за­тронут вопрос об их фракци­онировании. Это явление и влияние на него высоких Т для элементов и их стабиль­ных изотопов известно давно и используется в геотермо­метрии (Л.А. Перчук, 1966- 1987; J. Bigeleisen, 1976; Y. Bottinga, 1968—1973). Ра­нее [7] при изучении фракцио­нирования радиогенных изо­топов и изобаров установлена зависимость изотопных отно­шений от плотности минера­лов. Для Ne таких данных немного (табл. 1), но и здесь проявляется эта тенденция.

Таблица 1.Распределение изотопов неона по минеральным фракциям.

Метеорит,
регион
Па-ра
Минерал
d , г/см3
21С /20С
22 С/20C
Источник
Indarch
А
Энстатит
3,20
1,018
1,109
[13]
Магнетит
5,00
1,222
1,407
Khor Temiki
А
Калишпат
2,57
0,0429
0,1643
[14]
Пироксен
3,20
0,0680
0,1760
Kapoeta
А
Плагиоклаз
2,64
0,0333
 
[16]
Пироксен
3,20
0,0650
 
Оливин
3,30
0,6539
 
Волынь
А
Кварц
2,65
0,0031
0,1015
[21]
Берилл
2,70
0,0033
0,1015
Ильмены
А
Гатчетолит
4,36
0,0058
0,2254
[12]
Бетафит
4,59
0,0094
0,2169
Северная
Карелия
А
Бритолит
4,69
0,0170
0,371
[11]
Монацит
5,20
0,0672
0,151
Б
Ловчоррит
3,40
0,0047
0,199
Лопарит
4,82
0,0033
0,100
Orgueil
А
Силикат
3,20
0,1404
2,8374
П.Джеффери и др., 1970
Магнетит
5,00
0,0891
0,4892
Б
Силикат
3,20
0,1391
2,6440
Магнетит
5,00
0,0929
0,3951
Allende
А
Пироксен
3,20
1,200
1,114
[17]
Оливин
3,30
1,031
1,112
Мончегорск
А
Карбонат
2,6-3,9
0,0042
0,1015
[21]
Пирит
5,1
0,0034
0,1020
Б
Керсутит
3,1-3,3
0,0068
0,1000
[22]
 
 
 
 
Оливин
3,3-3,5
0,0030
0,1042

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку атомные массы изотопов Ne расположены между таковыми О2 и S, воз­можно предположение о термальном фракционировании изотопов Ne. Основой подо­бного анализа могут быть диаграммы изме­нения изотопных отношений при постоян­ной Т. Ранее подобные построения произво­дились при изучении распределений Со и Ni в сульфидах (Н.И. Безмен и др., 1975, 1978 и др.), изотопных геотермометров [1], рас­пределений Pb в настуранах, гранитах, ба­зальтах и пр. (И.Е. Старик, 1961; Э.М. Соботович, 1958).

Для анализа использованы результаты термических анализов метеоритов Allende [18], Fayetteville (фракции D1, D2) [27], Kapoeta (D1) [28], Ivuna [18], Renazzo (D2) [29], Orgueil [17], Cold Bokkeveld [17], Nogoya (D1, D2) [17] и др. Наиболее полно изучен метеорит Allende, выделены фазы «матрица» и «агрегат» с фракциями: в матрице (29 проб) – C5 (7 проб), B6HS (11), B29 (11); агрегат (32 пробы) – B6HS (7), B32 (11), C5 (14). Этих данных оказалось недостаточно и не удалось построить изотермические распределения изотопов для каждой фракции. Последующие выводы носят оценочный характер.

А. Изотопы неона в метеорите Allende.

(по материалам [30])

Система 20Ne21Ne22Ne. Здесь для пар 20V- 21V и 20V- 22V  (V - объёмы полученных газов в абсолютных единицах) выделяются три вида распределений:

Рис.1. Типы распределений изотопов неона в метеорите Allende
A- общий вид. В- Попытка выделения двух множеств распределений.

Рис.2. Распределение изотопов неона в метеорите Allende.