Kristályorientáció-térképezés (SEM-EBSD) opakásványok és fluidzárványaik infravörös mikroszkópos vizsgálatához Takács Ágnes, Molnár Ferenc & Dankházi Zoltán Ásványtani Tanszék & Anyagfizikai Tanszék Centrumban a tudás A Természettudományi Kar anyag- és élettudományi kutatásainak bemutatkozása 2011. november 24.
Kutatási téma Fluid-kőzet kölcsönhatás vizsgálata a Lahóca Cu-Au ércesedésben kölcsönhatás során létrejött új ásványegyüttesek vizsgálata ásványok fluidzárványainak vizsgálata Fluidzárványok: néhány mikrométeres ásványokban csapdázódott folyadékkal és gőzzel telt üregek hidrotermális folyamatok kémiai és fizikai paramétereinek ( pl. hőmérséklet, nyomás, ph, oxidációs viszonyok) változása időben és térben fluidum min. hőmérséklete fluidum kémiai összetétele 50 μm 50 μm Fluidzárványok kvarcban (SiO 2 ) Zónás piritkristályok (FeS 2 ) visszaszórt elektron képe
Kutatási téma Fluid-kőzet kölcsönhatás vizsgálata a Lahócai Cu-Au ércesedésben Ércásványok fluidzárványainak vizsgálata infravörös fényben egyes ércásványok átlátszóak a fény infravörös tartományában fluidzárványok enargitban (Cu 3 AsS 4 ) fluidzárványok antimonitban (Sb 2 S 3 ) Infravörös fluidzárvány vizsgálatoknál használandó berendezések fluidzárványok enargitban (Cu 3 AsS 4 ) 20 μm
Vizsgált ércesedés geológiai háttere Lahóca-hegy, Recsk sekély mélységű (max. ~ 300 m) epitermális Cu-Au ércesedés befogadókőzet paleogén korú vulkáni kőzetsorozat tömzsös kifejlődés főbb ércásványok: enargit Cu 3 AsS 4 luzonit Cu 3 AsS 4 termés arany calaverit AuTe 2 petzit Ag 3 AuTe 2 Enargit- és luzonitkristályok reflexiós mikroszkópos képe (+N) Lahóca, Recsk Érctestek 3D modellje
IR mikroszkópos megfigyelések változó mértékű IR átlátszóság egyes esetekben hőmérséklet hatására csökkenő IR átlátszóság növekedési zónák inhomogén opacitás Enargitkristályok IR mikroszkópos képe mintavastagság és kémiai összetételbeli változás (pl. Sb helyettesítés az As helyén) befolyásolhatja az IR átlátszóságot az optikai értelemben anizotróp ásványok optikai tulajdonságai függnek a kristályok orientációjától vizsgáljuk az enargit IR átlátszóságát a kristályorientáció függvényében 50 μm
Orientációtérképezés (OIM-EBSD) Elektronmikroszkópban végezhető, visszaszórtelektron-diffrakción (EBSD) alapuló vizsgálati módszer Sematikus ábra a Kikuchi-vonalak (EBSD) keletkezéséről FEI Quanta 3D FIB-SEM Hikari EBSD detektor EDAX-TSL szoftvercsomag Adott orientációjú enargitkristály észlelt és értelmezett Kikuchi-ábrája elektronforrás gyorsítófesz. 20 kv mintaáram ~5 na szögfelbontás ~1 térbeli felbontás ~50 nm EBSD-detektor
Orientációtérképezés - eredmények Sztereografikus vetület (Pólusábra) TD IR opak minta 200 µm Kristályorientációs térképek RD IR átlátszó minta IR mikroszkópos felvételek szögtartó, centrális vetítés
Orientációtérképezés - eredmények Inverz pólusábra alapján színezett EBSD-térképek Luzonit Enargit Képminőségtérkép (Image quality map) Fázistérkép IR mikroszkópos kép IR mikroszkópos kép
VIS/IR mikro-spektrofotométer Az enargitminták infravörös fényáteresztő képességének kvantifikálása IR tartomány (800-1800 nm) -áteső fénymenetű mérés: az IR átlátszóság direkt mérése, az ásvány optikai indikatrixának meghatározásához Látható fény (VIS) tartomány (400-700 nm) -ráeső fénymenetű mérés: ásványok pontos azonosítása Enargit és luzonit referencia reflexiós görbéi Criddle&Stanley (1993)
Infravörös fényáteresztő-képesség Enargiton mért IR spektrumok IR átlátszó minták vastagsága: ~100 µm IR opak 200 µm Inverz pólusábra Inverz pólusábra
Eredmények összegzése az IR átlátszóság és a kristályorientáció közötti kapcsolat kimutatása zárványvizsgálatokhoz már 10%-os IR fényáteresztőképesség is elégséges ( ~ 100 µm-es mintavastagság esetén) Végső cél: Mért kristályorientációk sztereografikus vetületben ábrázolva enargit teljes optikai indikatrixának meghatározása a fény IR tartományában
Eredmények Lahóca Cu-Au nyersanyagtelep Késői kvarc DDK Enargit ÉÉNy Korai kvarc NaCl-H 2 O Érctestek 3D modellje Az enargit fluidzárványai a teljes hidrotermális folyamat ércképződési szakaszát reprezentálják, melyet más ásványok hasonló vizsgálatával nem ismerhetnénk meg!
Köszönöm a figyelmet! Köszönettel tartozunk Dódony Istvánnak az EBSD-adatok értelmezése során adott hasznos tanácsaiért! A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg (TÁMOP 4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0003)