Новый 190Pt-4He метод изотопной геохронологии для датирования минералов платины

• Автор: Якубович, Ольга Валентиновна
• Шифр специальности: 25.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЕОХРОНОЛОГИЯ ПО РАДИОГЕННОМУ ГЕЛИЮ

1.1 современное состояние методов изотопного датирования по радиогенному гелию

1.2 модели миграции гелия в твердом теле

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. методика масс-спектрометрического определения микроколичеств радиогенного гелия

2.2. методика определения содержания платины в агрегатах платины

2.3. методика определения содержания урана в платине

2.4. методика !9<1Рт-1860э датирования

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Платиноносный габбро-дунит-клинопироксенитовый массив Гальмоэнан, Корякия
3.1.1. Минералого-геохимические типы минералов платиновой группы массива Гальмоэнан
3.2. Платиноносный щелочно-ультраосновной массив Кондер
3.2.1 Минералы платиновой группы массива Кондер
3.3. Щелочно-ультраосновной массив Инагли
3.4. Щелочно-ультраосновной массив Чад
3.5. Группа платиноносных дунит-клинопироксенитовых массивов Файфильд, Австралия
3.5.1 Минералы платиновой группы дунит-клинопироксенитовых массивов Файфильд
3.6. Россыпное платино-палладиевое месторождение Серро, Бразилия

ГЛАВА 4. ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 190РЕ4Не МЕТОДА
4.1. Особенности миграции гелия в технических металлах
4.2. Источники радиогенного гелия и особенности его миграции в самородных металлах
4.3 Экспериментальное определение миграционных характеристик гелия в самородных металлах
4.4 . Ядерно-физические основы 190РГ4Не метода
4.5. Исследование термической устойчивости и определение миграционных характеристик радиогенного гелия в кристаллической решетке минералов платины
4.6. Устойчивость 190РГ4Не изотопной системы при шоковых нагрузках 94 4.7 Методика извлечения радиогенного 4Неиз кристаллической структуры платины
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ190Р1;-4НеДАТИРОВАНИЯ
5.1 дунит-клинопироксенитовый массив Файфильд
5.2 щелочно-ультраосновной массив Кондер
5.3 щелочно-ультраосновные массивы Инагли и Чад
5.4 группа дунит-клинопироксенитовых массивов Файфильд
5.5 россыпное платино-палладиевое месторождение Серро
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
Первые попытки определения возраста минералов по содержанию в них 4Не были предприняты еще в начале XX века (Rutherford, 1908). В основе этого подхода лежит а-распад 238U, 235U, 232Th и др., одним из стабильных продуктов которого является 4Не. Однако из-за высокой скорости миграции гелия значения возраста, полученные (U-Th)/He методом сильно занижены относительно других изотопных систем, что делает применение этого метода весьма ограниченным - главным образом областью геотермохронологии, где по доле потерянного минералом гелия реконструируют температурновременную историю минерала и пород.
Однако обнаруженная во второй половине XX века особенность миграции гелия в технических металлах (Bames, Mazey, 1963) дает основание предполагать весьма высокую сохранность 4Не в самородных металлах, и, следовательно, рассматривать их в качестве потенциальных минералов-геохронометров.
Целью работы является исследование особенностей миграции радиогенного гелия в кристаллической решетке самородных металлов и экспериментальная проверка возможности датирования самородных минералов платины по радиогенному гелию. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1) разработка методики масс-
спектрометрического определения радиогенного гелия в самородных металлах; 2) определение миграционных параметров радиогенного гелия в самородных металлах; 3) детальный микроанализ самородных металлов; 4) разработка ядерно-физических и изотопно-геохимических основ 190Pt-4He метода 5) датирование самородных минералов платины новым 190Pt-4He методом.

МПГ Pt типа (табл 3.1, рис 3.2, 3.3) распространены в габбро, пироксенитах и в двух типах дунитов (в которых оливин с минимальной магнезиальностью (Mg#) - 100 Mg /(Mg + Fe) < 89.5 мол. %, а хромшпинелид с повышенными содержаниями ульвошпинелевого минала, более 1.5 мол. %):
1) мелкокристаллических кумулятивных; 2) полигональных крупнокристаллических до пегматоидных. В дислокациях оливина полигональных крупнокристаллических дунитов и их интерстициальном пространстве распространены микроскопические включения хромшпинелида, хром-магнетита, МПГ Pt типа и клинопироксена. В результате широкого распространения таких микроскопических минералов дуниты приобрели темный цвет и получили название “черные дуниты”. Они представляют собой первично перекристаллизованные высокотемпературные образования. “Черные дуниты” встречаются в виде реликтов, от крупных тел до мелких линз, среди крупно- и среднекристаллических порфирокластических “светлых дунитов”. МПГ Pt типа вместе с сульфидами Fe и Ni с примесями ЭПГ в породах рассеяны. Об этом свидетельствуют относительно равномерные содержания ЭПГ (десятки мг), при этом наибольшие их концентрации наблюдаются в “черных дунитах” (Мочалов и др., 2002а).
МПГ Pt типа в основном представлены индивидами, редко превышающими 100 мкм. МПГ Pt типа образовались в процессе магматогенного фракционирования хромшпинелид-оливиновых, пироксен-оливиновых и плагиоклаз-пироксеновыхкумулятов (Мочалов, 1997, 1999, 2001; 2005, 2009а); Мочалов и др., 2000, 2002а, 20026; Перцев и др., 1999).
МПГ Pt>Os типа встречаются в агрегатах с клинопироксеном (табл.
З.1., рис 3.2, 3.3). Геохимия редких элементов пироксенов свидетельствует о комагматичном их родстве с оливин-клинопироксеновыми кумулятами, габбро и с метасоматитами пироксенитов в дунитах. Главный минерал Pt>Os типа - изоферроплатина, с одной стороны, является аналогом таковой из Pt типа, с другой стороны, она насыщена включениями самородного осмия.