w7 - 3.12, Geologia, UNIWERSYTET WARSZAWSKI, SEMESTR I, METODY BADAŃ MINERAŁÓW I SKAŁ, WYKŁAD

metody badań minerałów i skał – wykład 7

3 grudnia 2012

Zastosowanie monacytu w petrologii i ekologii.

Ograniczona liczba faz.

Objętość wzbudzanego materiału:

·         Mikrosonda jonowa SMRIMP – 30 mikrometrów – wzbudzany jest duży obszar

·         Elektrosonda EMPA – dużo mniejsza powierzchnia

Datowanie chemiczne z użyciem mikrosondy umożliwia uzyskanie wielu wydarzeń termicznych z obu stref kryształu (EMPA), a jonowa tylko jedną strefę.

Mikrosonda jest o dwa rzędy wyższa niż analiza izotopowa. Musi być dużo więcej fazy. Mikrosonda sprawdza czy skład zawiera odpowiednie ilości uranu, toru. Jeśli są poniżej limitu detekcji, badanie to nie ma sensu. Monacyt zawiera od zera do kilku procent toru – w wyniku rozpadu tworzy się ołów.

Datowanie chemiczne monacytu – teoria:

·         Monacyt jest dość pospolitym minerałem akcesorycznym w skalach magmowych, metamorficznych jak i osadowych. Pojawia się też we frakcji ciężkiej skal okruchowych.

·         W skalach zasadowych monacyt jest rzadki, kryształy są bardzo małe. Identyfikacja jest możliwa tylko z użyciem mikroskopu skaningowego

·         W wyniku rozpadu tworzy się ołów, po czym można ocenić kiedy powstał minerał. Stare skały zawierają dużo toru i ołowiu, ale młode muszą ogólnie zawierać dużo toru i ołowiu, aby mogły być badane tą metodą.

·         Monacyt – wielkość kryształów 100 mikrometrów – ma skald łatwy do rozpoznania, zawiera ciężkie pierwiastki (tor, ziemie rzadkie). W obrazie skaningowym bardzo jasny, łatwy do identyfikacji, wystarczy przyciemnić obraz i będą widoczne tylko składniki o ciężkim składzie. Są to: monacyt, molibdenit, galena.

·         Monacyt jest fosforanem LREE zawierającym zwykle od 1 do 25 % toru oraz 0,01 do 5% uranu.

·         Ołów stwierdzony w minerale jest prawie zawsze pochodzenia radiogenicznego – jest to wynik rozpadu toru i uranu lub toru.

·         Wiek monacytu obliczamy na podstawie równania:

Pb = 208Pb + 207Pb + 206Pb

W skałach możemy spotkać trzy typy monacytów, w zależności od zawartości toru i uranu:

1.       Monacyty ze stalą zawartością Th i U

2.       Posiadające stalą proporcję Th/U, ale wykazują zmienną Th + U

3.       Zróżnicowanie zawartości w stosunku Th/U

Badanie 1 – skald chemiczny stabilny, homogeniczny. Do analizy wybieramy największy kryształ, wykorzystujemy możliwie dużo analiz. Wynik jest średnią wartością obliczonych wieków.

Badanie 2 – skald monacytu nie jest stabilny, ale proporcje Th do U stale, przy wyraźnej zmienności U + Th.

Badanie zawartości toru w minerale – mapping.

Monacyt najlepiej stosować do datowania procesów metamorficznych, ale można też do magmowych.

Stosujemy metodę CHIME – chemical Th U Total Pb Isohron Method

Sumę tlenku U i tlenku Th w monacycie przelicza się wg określonego wzoru na umowną wartość (ThO2*), później sporządza się wykres PbO do ThO2*.

Badanie 3 – kryształy wykazują różne proporcje Th do U

·         Stosujemy metodę zastosowaną przez Coherie i Albarede opartą na diagramie Th/Pb vs U/Pb. Przy 63 pomiarach błąd około 5 mln lat.

Monacyty zapisują całą historię tzn. każdy epizod. Rozkład itru pokazuje rozkład epizodów. Niektóre strefy mogą mieć taki sam wiek, mimo zmienności. Monacyty nie lubią skal zasadowych oraz maficznych. Prawie wszystkie minerały do datowania lubią skład kwaśne.