analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju...
TRANSCRIPT
![Page 1: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/1.jpg)
Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta
![Page 2: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/2.jpg)
Rudna mikroskopija
• Mikroskopija u reflektiranom svjetlu
• izvor svjetlosti ja iznad preparata za razliku od izvora svjetlosti kod uobičajenog petrografskog mikroskopa (ispod preparata)
• tijelo mikroskopa• rotirajući stolić s podjelom u stupnjevima• objektne leće s različitim povećanjima• okulari• svjetlosti sistem • polarizator i analizator• fotometar (mjerenje reflektancije minerala)
![Page 3: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/3.jpg)
Priprema uzoraka za rudnu mikroskopiju
1. Piljenje 2. Lijepljenje (Mounting) 3. Brušenje
4. Poliranje
![Page 4: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/4.jpg)
Polirane površine zadovoljavajuće kvalitete
Koloformni pirit, Trepča, Kosovo
Hidrotermalna parageneza, Trepča
Py
Py
Carb
![Page 5: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/5.jpg)
Identifikacija minerala – kvalitativna optička svojstva
• morfologija (habitus i oblik kristala, sraslaci, deformacije, zonalni rast)• kohezivna svojstva (kalavost, pukotine, tvrdoća (Kalb svjetlosna linija), plastičnost (eng. tenacity; duktilno/krto)• eksolucije, kemijska svojstva, izjedine (eng. etching)
Svojstva promatrana u polariziranoj svjetlosti• boja• reflektancija• bireflektancija ili refleksijski pleokroizam
Svojstva promatrana s uključenim analizatorom• izotropija/anizotropija• anizotropne boje• unutarnji refleksi
![Page 6: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/6.jpg)
Habitus
Py
Kalb svjetlosna linija
EksolucijeHalkopirit u sfaleritu
SphCpy
Hidrotermalna parageneza, Trepča, Kosovo
Pirit
H = 6 – 6½
Galenit
H = 2½
![Page 7: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/7.jpg)
boja
Gn
Cpy
Py
Carb
![Page 8: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/8.jpg)
Eksolucije halkopirita u sfalerituIli bolest halkopirita u sfaleritu
𝑅𝑒𝑓𝑙𝑒𝑘𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑗𝑎 (𝑅 %) =𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑧𝑖𝑡𝑒𝑡 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑘𝑡𝑖𝑟𝑎𝑛𝑒 𝑠𝑣𝑗𝑒𝑡𝑙𝑜𝑠𝑡𝑖
𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑧𝑖𝑡𝑒𝑡 𝑢𝑝𝑎𝑑𝑛𝑒 𝑠𝑣𝑗𝑒𝑡𝑙𝑜𝑠𝑡𝑖(𝑥 100)
Vrlo jaka reflektancija (R>50%)Ag, Au, Cu, Pt, Bi, pirit, arsenopirit, markazit
Jaka reflektancija (R=35-50%)galenit, stibnit, halkopirit, pirhotit
Umjerena reflektancija (R=20-35%)proustit, realgar, cinabarit, hematit, halkozit, magnetit
Slaba reflektancija (R<20%)sfalerit, siderit, grafit, wolframit
![Page 9: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/9.jpg)
Bireflektancija
stibnit, Bo Thong, Tailand
![Page 10: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/10.jpg)
Izotropni minerali
pirit, Trepča, Kosovo
![Page 11: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/11.jpg)
Izotropni minerali
![Page 12: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/12.jpg)
Anizotropni minerali
arsenopirit, Trepča, Kosovo
![Page 13: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/13.jpg)
Anizotropni minerali
![Page 14: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/14.jpg)
markazit, Trepča, Kosovo
Anizotropni minerali
![Page 15: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/15.jpg)
Anizotropni minerali
![Page 16: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/16.jpg)
Unutarnji refleksi
skarnska parageneza, Trepča, Kosovo
Py
Mrc
Sph
![Page 17: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/17.jpg)
Unutarnji refleksi
![Page 18: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/18.jpg)
Fluidne inkluzije – fluidi
zarobljeni u mineralima
![Page 19: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/19.jpg)
Fluidi u geološkim procesima
• aktivni sistemi (npr. geotermalna polja, crni dimljivci)
• rekonstrukcije kroz produkte hidrotermalnih alteracija
• fluidne inkluzije
Waiotapu geotermalno polje, Novi Zeland
White Island (aktivni vulkan), Novi Zeland
![Page 20: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/21.jpg)
Fluidne inkluzije
Fluidne inkluzije su mjehurići tekućine i plina zarobljene u kristalu tijekom njihovog rasta. Minerali često
kristaliziraju iz vodenih otopina, te kapljice tih fluida mogu ostati zarobljene unutar kristala (ako je rast
kristala poremećen kristalografskim defektom) ili u zacijeljenim pukotinama unutar kristala. Inkluzije
pogodne za geokemijska istraživanja variraju u veličini u rasponu od <1 mm do 1 mm, i uobičajeno su
detaljno vidljive isključivo mikroskopom.
![Page 22: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/22.jpg)
Henry Clifton SORBY (1826. – 1908.)
On the Microscopical Structure of Crystals (1858)
![Page 23: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/23.jpg)
1984.
![Page 24: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/24.jpg)
Klasifikacija fluidnih inkluzija prema vremenu nastanka
• primarne
• sekundarne
• pseudosekundarne
![Page 25: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/25.jpg)
Fazna klasifikacija fluidnih inkluzija
polifazne (L+V+S, L1+L2+V)
monofazne (L, V, S) dvofazne(L + V)
S
S
LV
V – plinovita faza
L – tekuća faza
S – čvrsta faza
![Page 26: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/26.jpg)
Osnovne pretpostavke
• Kemijski sastav fluidne inkluzije se nije mijenjao od trenutka kad su zarobljene
• Volumen fluidnih inkluzija se nije mijenjao otkad su zarobljene
• Sadržaj fluidnih inkluzija je zarobljen kao jednofazni (homogeni) fluid (osim ključajućih fluida!)
cooling
![Page 27: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/28.jpg)
• mikrotermometrija
• UV mikroskopija
• IR mikroskopija
• Ramanova spektroskopija
• ionska kromatografija
• plinska kromatografija
• SEM (skenirajući elektronski mikroskop)
• LA-ICP-MS (laserska ablacija-induktivno
spregnuta plazma-masena spektroskopija)
Analitičke metode u istraživanju fluidnih inkluzija
![Page 29: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/29.jpg)
- fluidne inkluzije u mineralima slijede izohorne-izopletne putove kroz P-
T uvjete, kako u prirodi tako i tijekom eksperimenata mikrotermometrije
(eng. isochoric-isoplethic paths through P-T space)
- stolić s hlađenjem i zagrijavanjem (-180 do +600°C)
- fazni prijelazi pri kontroliranim temperaturnim promjenama
• MIKROTERMOMETRIJA
![Page 30: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/30.jpg)
hlađenje zagrijavanje
Početno
otapanje Završno
otapanje
Homogenizacija
![Page 31: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/31.jpg)
Eutektičke temperature u raznim vodenim sistemima
![Page 32: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/32.jpg)
Slanost (tež.% NaCl) nasuprot konačnoj temperaturi otapanja
![Page 33: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/33.jpg)
Fazni dijagram za NaCl-H2O sistem
![Page 34: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/34.jpg)
• nedestruktivne metode
• IR mikroskopija – fluidne inkluzije se istražuju u opaki mineralima
• UV mikroskopija – ugljikovodici
IR i UV mikroskopija
Fig. 1. IR mikrofotografija fluidne
inkluzije u stibnitu
Fig. 2 Fluidne inkluzije koje sadržavaju CH4
a) u VIS; b) u UV spektru
![Page 35: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/35.jpg)
• nedestruktivna metoda
• uzorak je obasjan monokromatskom
laserskom zrakom
• volatili (H2O, CO2, CH4, N2,…)
• Hidrati soli (hydrohalite, NaCl·2H2O;
antarcticite, CaCl2·6H2O,…)
• čvrste faze (kalcit, dolomit, barit, pirit,
halkopirit,…)
Ramanova spektrosopija
![Page 36: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/36.jpg)
• destruktivna metoda
• koncentracija kationa (Na+, Ca2+, Mg2+, Li+, K+,…) i aniona (Cl-, SO42-, CO3
2-,
Br-, I-,…)
• cjelokupni sastav
Ionska kromatografija
Probe mineral Li (ppm) Na (ppm) K (ppm) Mg (ppm) Ca (ppm) F (ppm) Cl (ppm) Br (ppm) I (ppm) NO3 (ppm) SO4 (ppm)
PR-LJ-1 Siderite 101 12534 544 6535 6337 145 30458 192 0,9 321 206
PR-LJ-2 Galena 4 5869 352 571 8487 126 10701 26 0,1 168 409
PR-LJ-3 Dark limestone 62 3775 5269 2197 19779 227 6620 36 10,8 308 1358
PR-LJ-4 Siderite 188 8812 1844 5275 16245 62 20489 231 0,6 196 3527
PR-LJ-5 Quartz 67 14884 856 741 1995 56 26356 114 1,7 820 0
PR-LJ-6 Barite 16 4943 319 616 14378 0 9658 50 0,8 118 3965
PR-LJ-7 Barite 3 3877 325 682 22685 46 8630 34 0,6 174 20654
PR-LJ-8 Dark limestone 26 3032 436 1507 25951 121 4744 68 6,9 177 19065
PR-LJ-9 Siderite 417 10468 458 7720 12683 43 25633 338 0,7 196 1129
![Page 37: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/37.jpg)
• destruktivna metoda
• kemijski i izotopni sastav volatila (N2, CH4, kompleksni ugljikovodici, itd)
• cjelokupni sastav
Plinska kromatografija
![Page 38: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/38.jpg)
• destruktivna metoda
• kemijski sastav ne-volatilnih elemenata
• kemijski sastav pojedinačnih fluidnih inkluzija
SEM/EDS
![Page 39: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/39.jpg)
LA-ICP-MS
LA-ICP-MS signali za pojedinačnu fluidnu inkluziju u kremenu LA-ICP-MS signali inkluzija taljevine u
plagioklasu
![Page 40: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/40.jpg)
Rentgenska difrakcija na prahu (XRPD) – mineralogija alteracija
• Rentgenska difrakcija na prahu (XRPD) je analitička metoda primarno korištena za
faznu analizu kristaliziranog materijala - daje informacije o kristalnoj stukturi minerala.
Pogodna je za sitnozrnate uzorke (produkte hidrotermalnih alteracija, minerale glina,
marinske sedimente, potočne sedimente, uzorke tla…)
![Page 41: Analitičke metode u geologiji mineralnih ležišta · pogodne za geokemijska istraživanjavariraju u veličiniu rasponu od](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022041215/5e039287b590875994652188/html5/thumbnails/41.jpg)
Hidrotermalno alterirani (izmjenjeni) trahiandezit, Trepča, Kosovo