Caratterizzazione di apatiti incluse in spinelli naturali

(1)

Anno Accademico 2016-2017 Beltrame Barbara

Laurea Triennale in Scienze Geologiche Relatore: Prof. Fabrizio Nestola

Caratterizzazione di apatiti incluse

in spinelli naturali

(2)

Spinello - MgAl₂O₄ Morfologia: ottaedrica

Inclusioni tipiche: ercinite, zircone, rutilo, calcite e dolomite, apatite

(3)

Differenza di proprietà

elastiche

Pressione residua

Geobarometria elastica

(4)

Spettrometro Raman presente presso il Dipartimento di Chimica

dell’Università di Padova

Condizioni sperimentali

(5)

Campioni studiati Campioni studiati

Inclusione di apatite Spinello ospite

1 mm

(6)

Apatite studiata in questo lavoro (picco principale a 974 cm ^-1 )

Risultati: Raman shif Risultati: Raman shif

20 spettri Raman di apatite estratti dal database

RRUFF

(picco principale da 962 a 966 cm ^-1 )

I cinque principali picchi Raman della nostra apatite subiscono uno shif sistematico di circa 8 cm ^-1 rispetto all’apatite di letteratura con picchi a maggiori numeri d’onda

I cinque principali picchi Raman della nostra apatite subiscono uno shif sistematico di circa 8 cm ^-1

rispetto all’apatite di letteratura con picchi a maggiori numeri d’onda

(7)

Risultati: uno shif di 8 cm ^-1 a che pressione residua corrisponde???

Uno shif di 32 cm ^-1 corrisponde ad una variazione di pressione

pari a 7.03 GPa

Uno shif di 32 cm ^-1 corrisponde ad una variazione di pressione

pari a 7.03 GPa

Comodi et al. 2001, Physics and Chemistry of Minerals, 28, 255-231

La nostra apatite è

intrappolata all’interno dello spinello ad una pressione di

1.75 GPa!!

(8)

Pressione interna e pressione di formazione Pressione interna e pressione di formazione

Inclusione di apatite

Spinello ospite _{1 mm}

Quando spinello e apatite vengono portati in superficie

lo spinello tende ad espandersi molto meno dell’apatite

perché ha una compressibilità ed un’espansione termica molto

minore dell’apatite stessa

Quando spinello e apatite vengono portati in superficie

lo spinello tende ad espandersi molto meno dell’apatite

perché ha una compressibilità ed un’espansione termica molto

minore dell’apatite stessa

(9)

La pressione di formazione e EOSFIT La pressione di formazione e EOSFIT

EOSFIT7c sfrutta la pressione interna, le equazioni di stato V-P e V-T

e calcola la pressione di intrappolamento iniziale che si può solo avere quando l’inclusione non ha pressione interna ad alta temperatura e pressione.

EOSFIT7c sfrutta la pressione interna, le equazioni di stato V-P e V-T

e calcola la pressione di intrappolamento iniziale che si può solo avere quando

l’inclusione non ha pressione interna ad alta temperatura e pressione.

(10)

Le proprietà elastiche e EOSFIT Le proprietà elastiche e EOSFIT

Le proprietà elastiche di spinello e apatite sono le seguenti:

Spinello

K ₀ = 192 GPa K’ = 5.5

dK/dT = -0.022 GPa/K G ₀ = 109 GPa

 ₀ = 2.41  10 ^-5 K ^-1

(Carbonin et al. 2002; Nestola et al. 2009;

Zou et al. 2013)

Spinello

K ₀ = 192 GPa K’ = 5.5

dK/dT = -0.022 GPa/K G ₀ = 109 GPa

 ₀ = 2.41  10 ^-5 K ^-1

(Carbonin et al. 2002; Nestola et al. 2009;

Zou et al. 2013)

Apatite

K ₀ = 91.5 GPa K’ = 4

dK/dT = -0.030 GPa/K

 ₀ = 4.37  10 ^-5 K ^-1

(Hovis et al. 2015; Matsukage et al. 2004;

Brunet et al. 1999; Knyazev et al. 2015)

Apatite

K ₀ = 91.5 GPa K’ = 4

dK/dT = -0.030 GPa/K

 ₀ = 4.37  10 ^-5 K ^-1

(Hovis et al. 2015; Matsukage et al. 2004;

Brunet et al. 1999; Knyazev et al. 2015)

(11)

La pressione di formazione La pressione di formazione

Spinello-apatite in questo lavoro

1150°C –2.11 GPa Overpressure???

Ultramafic and

metamorphic rocks (Klemme 2004;

Brown and Raith 1996)

Caratterizzazione di apatiti incluse in spinelli naturali

Anno Accademico 2016-2017 Beltrame Barbara

Laurea Triennale in Scienze Geologiche Relatore: Prof. Fabrizio Nestola

Caratterizzazione di apatiti incluse

in spinelli naturali

Spinello - MgAl₂O₄ Morfologia: ottaedrica

Inclusioni tipiche: ercinite, zircone, rutilo, calcite e dolomite, apatite

Differenza di proprietà

elastiche

Pressione residua

Geobarometria elastica

Geobarometria elastica

Spettrometro Raman presente presso il Dipartimento di Chimica

dell’Università di Padova

Condizioni sperimentali

Campioni studiati Campioni studiati

Inclusione di apatite Spinello ospite

1 mm

Apatite studiata in questo lavoro (picco principale a 974 cm -1 )

Risultati: Raman shif Risultati: Raman shif

20 spettri Raman di apatite estratti dal database

RRUFF

(picco principale da 962 a 966 cm -1 )

I cinque principali picchi Raman della nostra apatite subiscono uno shif sistematico di circa 8 cm -1 rispetto all’apatite di letteratura con picchi a maggiori numeri d’onda

I cinque principali picchi Raman della nostra apatite subiscono uno shif sistematico di circa 8 cm -1

rispetto all’apatite di letteratura con picchi a maggiori numeri d’onda

Risultati: uno shif di 8 cm -1 a che pressione residua corrisponde???

Risultati: uno shif di 8 cm -1 a che pressione residua corrisponde???

Uno shif di 32 cm -1 corrisponde ad una variazione di pressione

pari a 7.03 GPa

Uno shif di 32 cm -1 corrisponde ad una variazione di pressione

pari a 7.03 GPa

Comodi et al. 2001, Physics and Chemistry of Minerals, 28, 255-231

La nostra apatite è

intrappolata all’interno dello spinello ad una pressione di

1.75 GPa!!

Pressione interna e pressione di formazione Pressione interna e pressione di formazione

Inclusione di apatite

Spinello ospite 1 mm

Quando spinello e apatite vengono portati in superficie

lo spinello tende ad espandersi molto meno dell’apatite

perché ha una compressibilità ed un’espansione termica molto

minore dell’apatite stessa

Quando spinello e apatite vengono portati in superficie

lo spinello tende ad espandersi molto meno dell’apatite

perché ha una compressibilità ed un’espansione termica molto

minore dell’apatite stessa

La pressione di formazione e EOSFIT La pressione di formazione e EOSFIT

EOSFIT7c sfrutta la pressione interna, le equazioni di stato V-P e V-T

e calcola la pressione di intrappolamento iniziale che si può solo avere quando l’inclusione non ha pressione interna ad alta temperatura e pressione.

EOSFIT7c sfrutta la pressione interna, le equazioni di stato V-P e V-T

e calcola la pressione di intrappolamento iniziale che si può solo avere quando

l’inclusione non ha pressione interna ad alta temperatura e pressione.

Le proprietà elastiche e EOSFIT Le proprietà elastiche e EOSFIT

Le proprietà elastiche di spinello e apatite sono le seguenti:

Le proprietà elastiche di spinello e apatite sono le seguenti:

Spinello

K 0 = 192 GPa K’ = 5.5

dK/dT = -0.022 GPa/K G 0 = 109 GPa

 0 = 2.41  10 -5 K -1

(Carbonin et al. 2002; Nestola et al. 2009;

Zou et al. 2013)

Spinello

K 0 = 192 GPa K’ = 5.5

dK/dT = -0.022 GPa/K G 0 = 109 GPa

 0 = 2.41  10 -5 K -1

(Carbonin et al. 2002; Nestola et al. 2009;

Zou et al. 2013)

Apatite

K 0 = 91.5 GPa K’ = 4

dK/dT = -0.030 GPa/K

 0 = 4.37  10 -5 K -1

(Hovis et al. 2015; Matsukage et al. 2004;

Brunet et al. 1999; Knyazev et al. 2015)

Apatite

K 0 = 91.5 GPa K’ = 4

dK/dT = -0.030 GPa/K

 0 = 4.37  10 -5 K -1

(Hovis et al. 2015; Matsukage et al. 2004;

Brunet et al. 1999; Knyazev et al. 2015)

Apatite studiata in questo lavoro (picco principale a 974 cm ^-1 )

(picco principale da 962 a 966 cm ^-1 )

I cinque principali picchi Raman della nostra apatite subiscono uno shif sistematico di circa 8 cm ^-1 rispetto all’apatite di letteratura con picchi a maggiori numeri d’onda

I cinque principali picchi Raman della nostra apatite subiscono uno shif sistematico di circa 8 cm ^-1

Risultati: uno shif di 8 cm ^-1 a che pressione residua corrisponde???

Risultati: uno shif di 8 cm ^-1 a che pressione residua corrisponde???

Uno shif di 32 cm ^-1 corrisponde ad una variazione di pressione

Uno shif di 32 cm ^-1 corrisponde ad una variazione di pressione

Spinello ospite _{1 mm}

K ₀ = 192 GPa K’ = 5.5

dK/dT = -0.022 GPa/K G ₀ = 109 GPa

 ₀ = 2.41  10 ^-5 K ^-1

K ₀ = 192 GPa K’ = 5.5

dK/dT = -0.022 GPa/K G ₀ = 109 GPa

 ₀ = 2.41  10 ^-5 K ^-1

K ₀ = 91.5 GPa K’ = 4

 ₀ = 4.37  10 ^-5 K ^-1

K ₀ = 91.5 GPa K’ = 4

 ₀ = 4.37  10 ^-5 K ^-1