Zastosowanie metody trakowej i helowej do rekonstrukcji termicznej basenów sedymentacyjnych

• Autorzy: Botor D. , Anczkiewicz A. A.

Warianty tytułu

EN

Application of a fission track and actinides-helium methods to reconstruction of a thermal history of sedimentary basins

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawowymi metodami stosowanymi w niskotemperaturowej termochronologii basenów sedymentacyjnych są metody trakowa i helowa. Badania tymi metodami prowadzi się głównie na apatycie i cyrkonie. Metody te pozwalają na określenie czasu występowania temperatury, która ma podstawowe znaczenie zarówno poznawcze, jak i utylitarne dla powstawania złóż wielu kopalin, a także pozwala na ocenę wielu innych procesów diagenetycznych, tektonicznych oraz geomorfologicznych. Metoda trakowa opiera się na analizie defektów w strukturze minerałów, które pochodzą z rozpadu promieniotwórczych atomów _238U. Metoda helowa oparta jest na powstawaniu helu głównie z izotopów uranu i toru. Metoda helowa pozwala na ocenę temperatury w zakresie 40 do 70°C š 15°C (dla apatytu), natomiast analiza trakowa apatytów pozwala oszacować temperaturę w zakresie do około 60 do 110°C š 20°C.

EN

A fission track and actinides-helium methods arc major approaches used in a low-temperature thermo-chronology of a sedimentary basins. Measurements are carried out mainly on appetite and zircon. These methods allows to determine timing of occurrence of the temperature, which is important both for purely scientific and applied purposes, related to origin economic deposits, as well as other digenetic, tectonic and geomorphologic processes. Fission track method is based on radigenic decay of _238U, which cause radiation damage trails ("fission tracks") within minerals. The helium method is based on the production of helium mainly from isotopes of uranium and thorium. Apatite He ages provide thermo-chronologic information for temperatures between approximately 40-70°C š 15°C, whilst apatite fission track method in the range 60-1 10°C š 20°C.

Słowa kluczowe

PL

metoda trakowa; metoda helowa; apatyt; basen sedymentacyjny; geotermometr; geologia

EN

fission track method; actinides-helium method; apatite; sedimentary basin; geothermometr; geology

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Technika Poszukiwań Geologicznych
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 49, nr 1-2
• Strony: 133--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. [46] poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Botor D.

autor

Anczkiewicz A. A.

• AGH, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Katedra Geologii Złożowej i Górniczej, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30,

Bibliografia

• [1.] ANCZKIEWICZ A.A., 2005 - Weryfikacja metodą trakową maksymalnych paleotemperatur szacowanych dla Tatr, basenu podhalańskicgo i przyległego obszaru Karpat Zewnętrznych na podstawie stopnia illityzacji smektytu. Praca doktorska, Archiwum ING PAN, Kraków.
• [2.] ANCZKIEWICZ A.A., ZATTIN M., ŚRODOŃ J., 2005 - Cenozoic uplift of the Tatra and Podhale basin from the prespective of the apatite fission track analyses. Prace Specjalne Polskiego Towarzystwa Mineralogicznego 25, 261-264.
• [3.] ARMSTORNG P.A., 2005 - Thermochronometers in sedimentary basins. Rev. in Mineralogy & Geochemistry 58,219-248.
• [4.] BARBARAND J., CARTER A., WOOD L, HURFORD T., 2003 -Compositional and structural control of fission track annealing in apatite. Chemical Geology 198, 107-137.
• [5.] BOTOR D., DUNKL L, RAUCH-WŁODARSKA M., von EYNATTEN H., 2006 - Attempt to dating of accretion in the West Carpathian Flysch Belt: apatite fission track thermochronology of tuff layers. Proc. of VI Internat. Conference. Central European Tectonic Studies, Zakopane 19-22.04.2006; pp.41-43.
• [6.] BOTOR D., KOSAKOWSKI P., 2000 - Zastosowanie modelowań numerycznych do rekonstrukcji paleotemperatur i procesów generowania węglowodorów. Przegląd Geologiczny 48, nr 2, 154-162.
• [7.] BOTOR D., STUART F.M., CARTER A., BARFOD D.N., 2003 - Thermal history of the Upper Silesia Coal Basin constrained by apatite thermochronometry. Abstracts of the Conference: American Association of Petroleum Geologists (AAPG) Annual Meeting, 11-14.05.2003, Salt Lake City, Utah, USA.
• [8.] BURCHART J., 1971 - Geochronologia bezwzględna stan i kierunki rozwoju. Postępy Nauk Geologicznych, 3, 5-59.
• [9.] BURCHART J., 1972 - Fission track age determinations of accessory apatite from the Tatra Mountains, Poland. Earth and Planetary Sciences Letters, 15, 418-422.
• [10.] BURCHART J., 1981 - Evaluation of uncertainties in fission track dating: some statistical and geochemical problems. Nuclear tracks 5, 87-92.
• [11.] CARLSON W.D., 1990 - Mechanism and kinetics of apatite fission track annealing. Am. Mineral. 75, 1120-1139.
• [12.] CORRIGAN J., 1991 -Inversion of apatite fission track data from thermal history information. J. Geophysical Res. 96, 10374-10360.
• [13.] DICKIN A.P., 2000 - Noble gases. In: Radiogenic Isotope Geology. Cambridge University Press, p. 277-305.
• [14.] DODSON M.H., 1973 - Closure temperature in cooling geochronological and petrological systems. Contrib. Mineral. Petrol. 40, 259- 274.
• [15.] DONELICK R.A., O'SULLIVAN P.B., KETCHAM R.A., 2005 - Apatite Fission-Track Analysis. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 58, 49-94.
• [16.] DUNKL I., 2001 - Trackey: a Windows program for calclation and graphical presentation of fission track data. Computer & Geoscience, vol. 28, 3-12.
• [17.] DYMITRU T., 1992 - A new computer-aided stage for measuring fission tracks. Computer & Geoscience, v. 18, s.112-122.
• [18.] FARLEY K.A. 2000 - Helium diffusion from apatite: general behavior as illustrated by Durango fluorapatite. Journal of Geophysical Research, 105 (B2), 2903-2914.
• [19.] FARLEY K.A., 2002 - (U-Th/He) dating: technique, calibrations, and applications. [W:] Noble gases in geochemistry and cosmochemistry. Rev. in Mineralogy & Geochemistry vol. 47, 819-844.
• [20.] FARLEY K.A., WOLF R.A. and SILVER L.T., 1996 - The effects of long alpha-stopping distances on (U-Th)/He ages. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60, 4223-4229.
• [21.] FLEICHER R.L., PRICE P.B., 1964 - Techniques for geological dating of minerals by chemical etching of fission fragment tracks. Geochimica & Cosmochimica Acta 28, 1705-1714.
• [22.] FOEKEN J.P.T., STUART F.M., PERSANO C., DOBSON K. & VILBERT D., 2006 - A diode laser system for heating minerals for (U-Th)/He chronometry. Geochemistry, Geophysics, Geosystems DOI:10.1029/2005GCOOI190.
• [23.] GALLHAGER K., CARTER A., JOHONSON J., 1998 - Fission track analysis: method and its applications. Earth Science Reviews. vol. 17, 52-87.
• [24.] GLEADOW A.J.W., DUDDY I.R., GREEN P.F., LOVERING J.F., 1986 - Confined fission track length in apatite: a diagnostic tool for thermal history analysis. Contribution to Mineralogy and Petrology v. 94, s. 405-415.
• [25.] GREEN P.F., DUDDY I.R., LASLETT G.M., HEGARTY K.A., GLEADOW A.J.W., LOVERING J.F., 1989 - Thermal annealing of fission tracks in apatite: quantitative modelling techniques and extension to geological timescales. Chemical Geology v. 79, 155-182.
• [26.] GRIST A.M., RAVENHURST C.E., 1992 - A step-by-step laboratory guide to fission track thermochronology. [W:] Short course handbook on low-temperature thermo chronology. (Ed.) Zentilli M., Reynolds P.H., Mineralogical Association of Canada, v. 20, s. 189-202.
• [27.] HOUSE M., WERNICKE B.P., FARLEY K.A., 1998 - Dating topography of the Sierra Nevada, California using apatite U-Th/He ages. Nature 396, 66-99.
• [28.] HOUSE M.A., FARLEY K.A. and KOHN B.P., 1999 - An empirical test of helium diffusion in apatite: borehole data from the Otway Basin, Australia. Earth and Planetary Science Letters, 170, 463-474.
• [29.] HURFORD A.J., 1990 - Standardization of fission track dating calibration: Recommendations by the Fission Track Working Group of the I.U.G.S. Subcommission on Geochronology. Chemical Geology 80, 171-178.
• [30.] JARMOŁOWICZ-SZULC K., 1983 - Geochronologiczne studium części północnej pokrywy granitu Karkonoszy przy pomocy metod trakowych. Arch. Mineral. 39, 139-183.
• [31.] KETCHUM A., DONELICK R., DONELICK M.B., 2000 - AFTSolve: a program for multi-kinetic modeling of apatite fission track data. Geological Materials Research v. 2. No 1, s. 1-32.
• [32.] KROCHMAL M., 2005 - Autoscan - new achievement in measurements fission track analysis. On track vol. 25, p. 32-34.
• [33.] LIPPOLT H.J., LEITZ M., WERNICKE R.S. and HAGEDORN B. 1994 - (Uranium and thorium)/helium dating of apatite: experience with samples from different geochemical environments. Chemical Geology (Isotope Geoscience Section), 112, 179-191.
• [34.] MANECKI A., 1968 - The significance of spontaneous fission of uranium atoms impurities in minerals for metasomatic processes. Bull. PAN, Ser. Sc. Geol. Geogr. 16, 169-170.
• [35.] MANECKI A., 1970 - Spontaniczny rozpad atomów uranu w minerałach. Przegląd Geologiczny, Nr 1, 9-11.
• [36.] MOCHNACKA K., 1971 - Oznaczenie wieku bezwzględnego granitu Kudowej metoda śladów rozpadu uranu. Z posiedzeń Komisji Nauk Geolog PAN, 14, 304-307.
• [37.] NAESER C.W., 1967 - The use of apatite and sphene for fission track age determination. Bull. Geol. Soc. Am. 78, 1523-1526.
• [38.] PERSANO C., STUART F.M., BISHOP P., 2002 - Apatite (U-Th)/He age constraints on the development of the Great Escarpment on the southeastern Australian passive margin. Earth & Planetary Sciences Letters 200 (1-2), 79-90.
• [39.] POLAŃSKI A., 1979 - Izotopy w geologii. Wyd. Geologiczne, Warszawa.
• [40.] POPRAWA P., ANDRIESSEN P., 2006 - Wstępne wyniki termochronologii trakowej na apatytach dla północnej i centralnej części basenu polskiego. [W:] Malyja H. Poprawa P. (Red.) Ewolucja facjalna, tektoniczna i termiczna Pomorskiego fragmentu Szwu Transeuropejskiego oraz obszarów przyległych, Prace Państwowego Instytutu Geologicznego vol. CLXXXVI, 271-292.
• [41.] SHUSTER D.L., FLOWERS R.M., FARLEY K.A., 2006 - The influence of natural radiation damage on helium diffusion kinetics in apatite. Earth and Planetary Science Letters 249, 148-161.
• [42.] SKOWROŃSKI A., 1976 - Efekty rozszczepienia jąder uranu w minerałach. Studium metodyczne i przykłady zastosowania. Prace Mineralogiczne PAN 46, 1-73.
• [43.] WAGNER G.A., 1968 - Fission track dating of apatite. Earth & Planetary Sciences Letters 4, 411-416.
• [44.] WOLF R.A., FARLEY K.A. and KASS D.M., 1998 - Modeling of the temperature sensitivity of the apatite (U-Th)/He thermochronometer. Chemical Geology, 148, 105-114.
• [45.] WOLF R.A., FARLEY K.A. and SILVER L.T., 1996 - Helium diffusion and low-temperature thermochronometry of apatite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60, 4231-4240.
• [46.] ZEITLER M. i in. 1987 - (U-Th)/He dating of apatite: a potential thermochronometer, Geochimica & Cosmochimica Acta 51, 2865-2868.