Título: Helium isotopes in subsurface fluids from the Baikal Rift Zone: An application to the problems of geodynamics
Helium isotopes in subsurface fluids from the Baikal Rift Zone: An application to the problems of geodynamics
Autores: Polyak, B. G.; GIN RAS, Moscow, Rusia
Fecha: 2012-06-02
Publicador: Revistas UNAM
Fuente:
Tipo:

Tema: He-isotopes; thermal waters; continental rifts; Baikal Lake
Isótopos de helio; aguas termales; rifts continentales; Lago Baikal
Descripción: The 3He/ 4He = R ratio was studied in underground fluids from 104 sites from the Baikal Rift Zone, BRZ, and adjacent areas in Russia and Mongolia. The R values vary from 1.0 ×E-8, typical of crustal radiogenic He, up to 1.1× E-5 just below the MORB characteristics. The repeated sampling of some sites and the comparison between the data for superficial springs and productive boreholes have shown no significant R variation in time or in depth. The lowest R values belong to CH4-rich gases. The more diverse R values were measured in N2- and CO2- rich fluids, and the latter show the highest R. Judging from N2/Aratm ratio, N2-rich gases are of atmospheric origin. The fN2/fNe ratio value in CO2- rich fluids indicates the excess (non-atmospheric) nitrogen. The comparison of the R  values  with He concentrations and predominate components of a fluid gas phase shows that this phase is formed under the effect of solubility-controlled fractionation in gas– water system and a gain/loss of chemically active gases within the crust. The distribution of R values across the BRZ strike indicates a discharge of heat-mass flux from the mantle not only inside the BRZ but also far to the east. Inside the BRZ, the range of R values is widest: from 4.9 ×E-8 to 1.1×E-5. These variations are regular:  R values diminish along the BRZ strike in both directions from the Tunka Basin considered as a center of rifting. The decrease is accompanied by some decay of heat flow density and shows a reduction of heat-mass flux from the mantle in peripheral segments of the rift zone. The comparison of this trend with the data for other active continental rifts and mid-oceanic ridges suggests radically different mechanisms of mantle-crust interaction during oceanic spreading and continental rifting.
Se realizó el estudio de la relación R = (3He/ 4He) en fluidos subterráneos de 104 sitios de la zona Baikal Rift y zonas adyacentes de Rusia y Mongolia.  Los valores de la relación  varían desde 1 E-8 (que es un valor típico para He radiogénico de la corteza), hasta 1.1 E-5, valor apenas por debajo del correspondiente al MORB. Se muestra que no existe variación significativa de los datos con el tiempo o con la profundidad. Los valores más bajos de R se corresponden  a gases ricos en CH4. Los datos más diversos de R se obtuvieron en fluidos ricos en N2 y CO2 mostrando estos últimos los valores más altos de R. Estos gases son de origen atmosférico. La relación entre f N2/f Ne indica un  exceso de nitrógeno no atmosférico. La comparación de los valores de R con las concentraciones de helio y de los componentes predominantes de un  fluido en fase gaseosa  muestra que esta fase se forma por el efecto del fraccionamiento controlado por la solubilidad en un  sistema gas-agua y una ganancia/pérdida de gases de la corteza químicamente activos. La distribución de los valores de R en la zona en estudio indica un flujo de calor desde el manto tanto hacia la zona como hacia el este. Dentro de la zona el rango de valores de R es más amplio. Los valores de R disminuyen a lo largo de la colisión de BRZ en ambas direcciones. La disminución está acompañada de un decaimiento en el flujo de calor y muestra una disminución de éste a partir del manto en segmentos periféricos de la zona en estudio. La comparación de éstos con datos de otros rifts continentales y crestas oceánicas sugiere mecanismos radicalmente diferentes de interacción manto-corteza durante la separación de fondo oceánico y la deriva continental.
Idioma: No aplica

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