1 / 21

Geokemija elemenata u tragovima

Geokemija elemenata u tragovima. Definicija Uloga u interpretaciji geoloških podataka. Trodimenzionalni prikaz rasprostranjenosti elemenata (izražen u vidu logaritma molarnog udjela) u silikatnom dijelu Zemlje (the “Bulk Silicate Earth”; BSE).

mohawk
Download Presentation

Geokemija elemenata u tragovima

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Geokemija elemenata u tragovima Definicija Uloga u interpretaciji geoloških podataka

  2. Trodimenzionalni prikaz rasprostranjenosti elemenata (izražen u vidu logaritma molarnog udjela) u silikatnom dijelu Zemlje (the “Bulk Silicate Earth”; BSE). .

  3. r=115 pm 93 pm LILE r(Sr2+)=118 pm r(Cs+)=167pm

  4. Geokemija elemenata rijetkih zemalja (REE = lantanidi) • - svi lantanidi imaj valenciju 3+ • Ce (+3, +4) • Eu (+2, +3) Cerijeva anomalija Europijeva anomalija Ce/Ce* > 1 Eu/Eu* > 1 Ce/Ce* < 1 Eu/Eu* < 1 Ce/Ce* > 1 (poz. Ce-anomalija) Eu/Eu* > 1 (poz. Eu-anomalija) Ce/Ce* < 1 (neg. Ce-anomalija) Eu/Eu* < 1 (neg. Eu-anomalija)

  5. Mobilnost elemenata Ionski potencijal = Ionski naboj/ionski radijus • grupa: 0.5 - 2.5; evaporati, hidratizirani ioni, kompleksni ioni, mobilni kationi • grupa: 2.5 - 6 do 9; hidrolizati, na pr. Fe(OH)3, nemobilni • grupa: >9; mobilni oksianioni, SO42-, PO43-, (UO2)2- Mobility in the surficial environment as a function of ionic charge and ionic radius

  6. Ionski radijus vs. naboj Eu2+ ↔ Sr2+, Ca2+ Ce4+ ↔ Mn4+, U4+, Th4+

  7. Ionske zamjene u kristalima Goldschmidtova pravila zamjene: 1.Ioni jednog elementa mogu zamijeniti ione drugog elementa u ionskim kristalima ukoliko se njihovi ionski radijusi ne razlikuju za više od 15% 2. Ioni čiji se naboji razlikuju za jednu jedinicu mogu se zamjenjivati uz uvjet da je sačuvana elektronetralnost kristala 3.Kada dva različita iona konkuriraju za isto mjesto u kristalnoj rešetci, zauzet će ga onaj s većim ionskim potencijalom (naboj/radijus) 4.Zamjena može biti znatno ograničena čak i kada su zadovoljeni kriteriji veličine i naboja iona, ali je razlika u elektronegativnosti iona koji se zamjenjuju velika. Npr. Na+ i Cu+ imaju isti naboj i slične radijuse, ali Cu ne zamjenjuje Na u NaCl i albitu (NaAlSi3O8) Glavni elementi Elementi u tragovima (< 1000 ppm ili 0,1%)

  8. Kompatibilni vs. inkompatibilni elementi Inkompatibilni elementi: elementi koji su preveliki i/ili previsokog naboja da bi ušli u kristalnu rešetku petrogenih minerala koji kristaliziraju iz taljevine Large-ion lithophile elements (LILE): inkompatibilni zbog veličine npr. Rb+, Cs+, Sr2+, Ba2+, (K+), REE High-field strength elements (HFSE): inkompatibilni zbog naboja npr. Zr4+, Hf 4+, Ta4+, Nb5+, Th4+, U4+, Mo6+, W6+, itd. Kompatibilni elements:Elementi koji lako ulaze u petrogene minerale npr. Cr, V, Ni, Co, Ti, itd. Na višim temperaturama kristali su tolerantniji prema stranim ionima. Npr. visokotemperaturni sfalerit (ZnS) može sadržavati i preko 10% Fe2+. (Fe,ZnS) ZnS

  9. Ionski radijusi Fe

  10. Tri načina razdiobe elemenata u tragovima između taljevine i krutine: • Kamuflaža (CAMOUFLAGE) • Zahvaćanje (CAPTURE) • Prijem(ADMISSION) • Kamuflaža - element u tragovima ima isti naboj i sličan ionski radijus kao i glavni element • Npr. Zr4+ (0,80 Å) i Hf4+ (0,79 Å), Hf uglavnom ne stvara vlastite minerale nego se “kamuflira” u cirkonu (ZrSiO4) • 2. Zahvaćanje - element u tragovima ulazi u strukturu preferirano zbog većeg ionskog potencijala • Npr. K-feldspati mogu “zahvatiti” Ba2+ (1.44 Å; Z/r = 1.39) ili Sr2+ (1.21 Å; Z/r = 1.65) na mjesto K+ (1.46 Å, Z/r = 0.68). • K+ + Si4+ Sr2+ (Ba2+) + Al3+ • 3. Prijem - element u tragovima ulazi u strukturu iako ima manji ionski potencijal • Npr. Rb+ (1.57 Å; Z/r = 0.637) za K+ (1.46 Å, Z/r = 0.68) u K-feldspatima, • Sr2+ (1.21 Å) zaCa2+ (1.08 Å) ukalcitu.

  11. - Zašto je visokotemperaturni olivin obogaćen na forsteritnu komponentu? Forsterit Mg2SiO4 Tm = 1910°C Fajalit Fe2SiO4 Tm = 1503°C r (Mg2+) = 0,67 Å r (Fe2+) = 0,74 Å (Fe,Mg)2SiO4 - Zašto su visokotemperaturni plagioklasi obogaćen na anortitnu komponentu? r (Ca2+) = 1,08 Å r (Na+) = 1,10 Å Anortit CaAl2Si2O8 Albit NaAlSi3O8 Z/r Peridotit Plagioklasi

  12. U kojoj vrsti stijena možemo očekivati beril? Be3Al2(SiO3)6 Akvamarin Smaragd

  13. Koeficijent distribucije elemenata Cs– koncentracija elementa u krutoj fazi Cl – koncentracija elementa u taljevini Migmatit Pegmatit

  14. Ravnotežno („batch”) taljenje • uspostavljena ravnoteža između čvrste faze i taljevine Koncentracija elementa i u preostaloj čvrstoj fazi Koncentracija elementa i u taljevini Početna koncentracija elementa i u čvrstoj fazi (i cijelom sustavu) Stupanj frakcionacije (omjer mase taljevine i početne mase sustava) D<<F → CL/C0=1/F F≈0→ CL/C0=1/D

  15. Frakciono taljenje • Dolazi samo do lokalne uspostave ravnoteže između taljevine i ostatka krutine (taljevina se iz sustava odvaja neposredno nakon nastanka) Stupanj frakcionacije (omjer mase taljevine i početne mase sustava) Koncentracija elementa i u taljevini Početna koncentracija elementa i u čvrstoj fazi (i cijelom sustavu)

  16. Frakciono taljenje: Ravnotežno taljenje:

More Related