Journal of Volcanology and SeismologyJournal of Volcanology and Seismology0203-03063034-5138Russian Academy of Science10.31857/S0203030623700207Isotopic Composition for Helium in Late Cenozoic South-Baikal and South-Khangai Volcanic AreasИзотопный состав гелия в позднекайнозойских Южно-Байкальской и Южно-Хангайской вулканических областяхRychkovaK. M.РычковаК. М. klara6@inbox.ruKalnayaO. I.КальнаяО. И. kalnaja@mail.ruТувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАНTuvinian Institute for Exploration of Natural Resources SB RASТувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАНTuvinian Institute for Exploration of Natural Resources SB RAS0107202343951

The paper considers isotopic composition of helium (3Не/4Не = R) in groundwater of South-Baikal (SBVA) and South-Khangai volcanic areas (SKhVA) during the Late Cenozoic period. The differences in the behavior and magnitude of the parameters were established. It is found that the mentioned differences in 3Не/4Не concentrations within South-Baikal and South-Khangai volcanic areas correspond to mantle reservoirs with different helium isotope compositions. This confirms that the Late Cenozoic volcanism of South-Baikal and South-Khangai volcanic area is controlled by mantle sources related to mantle plumes of the Central-Asian hot mantle field.

В статье рассмотрен изотопный состав гелия (3Не/4Не = R) в подземных водах Южно-Байкальской (ЮБВО) и Южно-Хангайской вулканических областях (ЮХВО) в позднекайнозойский период. Установлены различия в поведении и величине этого параметра. Установлено, что различия в содержаниях 3Не/4Не в ЮБВО и ЮХВО отвечают мантийным резервуарам, имеющим разный изотопный состав гелия. Это подтверждает, что позднекайнозойский вулканизм ЮБВО и ЮХВО контролируется мантийными источниками, связанными с мантийными плюмами Центрально-Азиатского горячего поля мантии.

изотопный состав гелия источники подземные воды тепловой поток мантийный гелий вулканиты Южно-Байкальская вулканическая область Южно-Хангайская вулканическая областьизотопный состав гелия источники подземные воды тепловой поток мантийный гелий вулканиты Южно-Байкальская вулканическая область Южно-Хангайская вулканическая областьАвторы статьи выражают искреннюю благодарность академику РАН Владимиру Викторовичу Ярмолюку за консультацию и ценные замечания, которые позволили улучшить качество статьи.Авторы статьи выражают искреннюю благодарность академику РАН Владимиру Викторовичу Ярмолюку за консультацию и ценные замечания, которые позволили улучшить качество статьи.Бадминов П.С., Иванов А.И., Писарский Б.И., Оргильянов А.И. Окинская гидротермальная система (Восточный Саян) // Вулканология и сейсмология. 2013. № 4. С. 27–39.Бушенкова Е.В., Деев Е.В., Дягилев Е.С., Гибшер А.А. Структура верхней мантии и кайнозойский вулканизм Центральной Монголии // ДАН. 2008. Т. 418. № 3. С. 378‒382.Геншафт Ю.С., Салтыковский А.Я. Кайнозойский вулканизм Монголии // Российский журнал наук о Земле. 2000. Т. 2. № 32. С. 153‒183.Грачев А.Ф. Хамар-Дабан – горячая точка Байкальского рифта: данные химической геодинамики // Физика Земли. 1998. № 3. С. 3‒28.Грачев А.Ф. Идентификация мантийных плюмов на основе изучения вещественного состава вулканитов и их изотопно-геохимических характеристик // Петрология. 2003. Т. 11. № 6. С. 618‒654.Грачев А.Ф., Геншафт Ю.С., Каменский И.Л., Салтыковский А.Я. Первые данные об изотопии гелия в кайнозойских базальтах Монголии // ДАН. 2003. Т. 393. № 5. С. 669–672.Геология СССР. Т. XXIX. Тувинская АССР. М.: Недра, 1966. 460 с.Геологическая карта СССР масштаба 1 : 200 000. Серия Западно-Саянская. Лист М-46-VІІ. Объяснительная записка. М.: Недра, 1967.Дучков А.Д., Лысак С.В., Балобаев С.Т. и др. Тепловое поле недр Сибири. Новосибирск: Наука, 1987. 287 с.Дучков А.Д., Рычкова К.М., Лебедев В.И., Каменский И.Л., Соколова Л.С. Оценки теплового потока Тувы по данным об изотопах гелия в термоминеральных источниках // Геология и геофизика. 2010. Т. 51(2). С. 264–276.Зоненшайн Л.П., Савостин Л.А. Введение в геодинамику. М.: Недра, 1979. 310 с.Зорин Ю.А., Турутанов Е.Х., Кожевников В.М. и др. О природе кайнозойских верхнемантийных плюмов в Восточной Сибири (Россия) и Центральной Монголии // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. № 10. С. 1060–1074.Зятькова Л.К. Структурная геоморфология Алтае-Саянской горной области. Новосибирск: Наука, 1977. 215 с.Каменский И.Л., Лобков В.А., Каменский И.Л. и др. Компоненты верхней мантии Земли в газах Камчатки (по изотопам He, Ne, C) // Геохимия. 1976. № 5. С. 482–695.Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Богатиков О.А. Новейший вулканизм и его связь с процессами межплитного литосферного взаимодействия и глубинной геодинамикой // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 9. С. 1204‒1221.Кузьмичев А.Б. Тектоническая история Тувино-Монгольского массива: раннебайкальский, позднебайкальский и раннекаледонский этапы. М.: ПРОБЕЛ-2000, 2004. С. 5‒191.Кулаков И.Ю. Структура верхней мантии под Южной Сибирью и Монголией по данным региональной сейсмотомографии // Геология и геофизика. 2008. Т. 49(3). С. 248–261.Ломоносов И.С., Мамырин Б.А., Прасолов Э.М., Толстихин И.Н. Изотопный состав гелия и аргона в некоторых гидротермах Байкальской рифтовой зоны // Геохимия. 1976. № 11. С. 1743‒1746.Лысак С.В., Писарский Б.И. Оценка теплового потока по изотопам гелия в газовом составе подземных вод Байкальской рифтовой зоны и окружающих районов // Вулканология и сейсмология. 1999. № 3. С. 45–53.Мамырин Б.А., Толстихин И.Н. Изотопы гелия в природе. М.: Энергоиздат, 1981. 222 с.Мордвинова В.В., Треусов А.В., Турутанов Е.Х. О природе мантийного плюма под Хангаем (Монголия) по сейсмогравиметрическим данным // ДАН. 2015. Т. 460(3). С. 334–338.Пинеккер Е.В., Писарский Б.И., Павлова С.Е., Лепин В.С. Изотопные исследования минеральных вод Монголии // Геология и геофизика. 1995. Т. 36. № 1. С. 94–102.Поляк Б.Г., Толстихин И.Н., Якуцени В.И. Изотопный состав гелия и тепловой поток – геохимический и геофизический аспекты тектогенеза // Геотектоника. 1979. № 5. С. 3‒23.Поляк Б.Г. Тепломассопоток из мантии в главных структурах земной коры. М.: Наука, 1988. С. 161–166.Поляк Б.Г., Хуторской М.Д., Каменский И.Л., Прасолов Э.М. Тепломассопоток из мантии на территории Монголии // Геохимия. 1994. № 12. С. 1693–1705.Поляк Б.Г. Изотопы гелия в подземных флюидах Байкальского рифта и его обрамления (к геодинамике континентального рифтогенеза) // Российский журн. наук о Земле. 2000. Т. 2. № 2. С. 1–21.Поляк Б.Г. Спрединг и рифтогенез – изотопно-гелиевая специфика // Геотектоника. 2004. № 6. С. 19–32.Поляк Б.Г., Толстихин И.Н., Хуторской М.Д. Восходящий тепломассопоток в континентальной коре – к проблеме движущих сил тектогенеза // Физика Земли. 2020. № 4. С. 61‒82.Рассказов С.В., Логачев Н.А., Брант И.С., Брант С.Б. Геохронология и геодинамика позднего кайнозоя (Южная Сибирь, Южная и Восточная Азия). Новосибирск: Наука, 2000. 288 с.Рычкова К.М., Аюнова О.Д. Изотопы гелия в подземных водах Тункино-Окинско-Саянской рифтовой зоны (Восточный Саян): корреляция с тепловым потоком // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 9. С. 1269–1280.Рычкова К.М., Дучков А.Д., Лебедев В.И., Каменский И.Л. Изотопы гелия в подземных источниках Восточной Тувы // ДАН. 2007. Т. 417. № 36. С. 814–817.Рычкова К.М., Монгуш С.-С.С. Распределение тепломассопотока на крайнем юго-западе Байкальской рифтовой зоны // Вулканология и сейсмология. 2018. № 3. С. 36–45.Саватенков В.М., Ярмолюк В.В., Кудряшова Е.А., Козловский А.М. Источники и геодинамика позднекайнозойского вулканизма Центральной Монголии по данным изотопно-геохимических исследований // Петрология. 2010. Т. 18. № 3. С. 297–327.Справочник по геохимии нефти и газа. СПб.: Недра, 1998. С. 25–26.Сугоракова А.М., Ярмолюк В.В., Лебедев В.И. Кайнозойский вулканизм Тувы. Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2003. 92 с.Толстихин И.Н. Изотопная геохимия гелия, аргона и редких газов. Л.: Наука, 1986. 200 с.Хуторской М.Д. Геотермия Центрально-Азиатского складчатого пояса. М.: Изд-во РУДН, 1996. 289 с.Хуторской М.Д., Голубев В.А., Козловцева С.В., Митник М.М., Ярмолюк В.В. Тепловой режим недр Монголии. М.: Наука, 1991. 127 с.Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Кузьмин М.И. Северо-азиатский суперплюм в фанерозое: магматизм и глубинная геодинамика // Геотектоника. 2000. № 5. С. 3–29.Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Иванов В.Г. Внутриплитная позднемезозойская вулканическая провинция Азии – проекция горячего поля мантии // Геотектоника. 1995. № 5. С. 3–29.Ярмолюк В.В., Иванов В.Г., Коваленко В.И., Покровский Б.Г. Магматизм и геодинамика Южно-Байкальской вулканической области (горячей точки мантии) по результатам геохронологических, геохимических и изотопных (Sr, Nd, O) исследований // Петрология. 2003. Т. 11. № 1. С. 3–33.Ярмолюк В.В., Иванов В.Г., Коваленко В.И., Самойлов В.С. Динамика формирования и магматизм позднемезозойско-кайнозойской Южно-Хангайской горячей точки мантии (Монголия) // Геотектоника. 1994. № 5. С. 28–45.Ярмолюк В.В., Кудряшова Е.А., Козловский А.М., Саватенков В.М. Позднекайнозойская вулканическая провинция Центральной и Восточной Азии // Петрология. 2011. Т. 19. С. 341–362.Du J. 3He/4He ratios and heat flow in the continental rift-valley // Works of gas geochemistry / Ed. Y. Xu // Lanzhou, Gansu Science and Technology Press. 1992. P. 165‒171.Italiano F., Martelli M., Martinelli G., Nuccio P.M. Geochemical evidence of melt intrusions along lithospheric faults of the Southern Apennines, Italy: geodynamic and seismogenic implications // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. № B6. P. 13569‒13578.Marty B., Tolstiklin I.N. CO2 fluxes from mid-ocean ridges, arcs and plumes // Chemical Geology. 1998. V. 145. P. 233–248.Newell D.L., Jessup M.J., Hilton D.R., Shaw C.A., Hughes C.A. Mantle-derived helium in hot springs of the Cordillera Blanca, Peru: Implications for mantle-to-crust fluid transfer in a flat-slab subduction setting // Chemical Geology. 2015. V. 417. P. 200–209.Zhao D. Multiscale seismic tomography and mantle dynamic // Gondwana Res. 2009. V. 15. P. 297–323.