Ignorer kommandoer på båndet
Gå til hovedindhold
Naviger op
Log på
> Forsiden > Mineralske råstoffer > Bjergarter, mineraler og aldersbestemmelse

Bjergarter, mineraler og aldersbestemmelse

Undersøgelser af bjergarters kemi, mineralogi og alder anvendes til at kortlægge den geologiske historie.

Kort om GEUS aktiviteter

Petrologiske, geokemiske og geokronologiske undersøgelser udgør centrale værktøjer til at afdække regioners, bjergformationers og mineralforekomsters geologiske historie. Sammen med geologisk kortlægning udgør disse studier grundlaget for forståelsen af de geologiske dannelsesprocesser og vurderingen af et områdes økonomiske potentiale.

Bjergarter og mineraler

Sammensætningen af bjergarter og mineraler kan bestemmes ved hjælp af en række petrografiske, geokemiske og isotopgeologiske undersøgelsesmetoder. De interne relationer mellem bjergartsdannende mineraler belyses typisk ved hjælp af almindelig lysmikroskopi (petrografi) og elektronmikroskopi, som enten omfatter semikvantitativ Scanning Elektron Mikroskopi-analyse eller kvantitativ elektron mikrosonde-analyse (EMS). Geokemiske og isotopiske bjergartsanalyser belyser indholdet af de kemiske komponenter samt deres oprindelsessted (eksempelvis fra skorpen eller kappen). Studier af fluid-inklusioner i mineraler siger noget om dannelsesbetingelserne (tryk-temperatur-salinitet). Sammen med præcise U/Pb aldersdateringer og efterfølgende modellering kan den geologiske historie udredes i detalje.

Metamorfe bjergarter

Grønland er domineret af metamorfe bjergarter, der er formet gennem cykler af pladetektoniske forskydninger, kollision, samt bjergkædedannelse og efterfølgende opløft og erosion. Petrologiske og geokemiske undersøgelser bruges sammen med aldersdateringsstudier til at forstå:
  • De kontinentale områders regionale udviklingshistorie og alder
  • Regionale metamorfe forhold under kontinentkollision
  • Regionale og lokale geokemiske systemer relateret til mineraliseringsbegivenheder

Magmatiske bjergarter

Magmatiske bjergarter er oftest relateret til opsprækning, forskydning og kollision af kontinenter. De magmatiske bjergarters petrologi og geokemi afspejler de dynamiske omgivelser og giver mulighed for at øge vores forståelse af de processer, der danner de magmatiske provinser både på land og offshore, og giver indikationer på potentiale for økonomiske mineralforekomster. Studierne inkluderer fx:
  • Vulkanisme indenfor den Tertiære Nordatlantiske Magmatiske Provins: beskrivelse af den geologiske historie i Nordatlanten ved belysning af opsmeltningsprocesser i kappen og fraktioneringsprocesser i skorpen
  • Fundamentale principper for magmaudvikling og krystallisation i magmakamre
  • Beskrivelse og evaluering af malmforekomster i magmatiske komplekser
  • Oprindelse af kontinental karbonatholdig magmatisme og kimberlitiske provinser

Mineralforekomster

De petrologiske og geokemiske studier af geologiske miljøer og processerne forbundet med mineralforekomster bliver brugt til at udvikle efterforskningsmodeller. Formålet er at forstå fx:
  • Regionale, lithologiske, teksturelle og geokemiske miljøer i forbindelse med mineraliseringsbegivenheder
  • Kritiske parametre for udviklingen af mineralforekomster
  • Parageneser for mineralisering til evaluering af potentialer og processer

Datering og anvendt mineralogi

Scanning Electron Mikroskopi og Laser-Ablation ICP-MS laboratorierne på GEUS anvendes til geokronologi (datering) og anvendt mineralogi. Begge metoder kan bruges til at bestemme sedimenters oprindelse (proveniens).

Geokronologi (datering)

Absolut aldersdatering af mineraler og bjergarter er grundlæggende for at forstå den geologiske historie i et område og giver indirekte indsigt i hastigheden, hvorved de geologiske processer foregår. Ved GEUS anvendes Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) til at bestemme de geologiske aldre. Der foretages rutinemæssigt analyser af zirkonkorn, som er et relativt almindeligt forekommende mineral i en række krystalline og sedimentære bjergarter. Aldersbestemmelsen er baseret på principper for radioaktivt henfald af uran (238U and 235U) til bly (206Pb and 207Pb), og zirkon er særligt velegnet, fordi det typisk indeholder anseelige mængder uran. Den anvendte standardmetode involverer in situ målinger af indstøbte og polerede korn med massespektrometri. Ud over datering af zirkon har laboratoriet erfaring med at datere baddeleyit, perovskit og rutil, mineraler der optræder i mange bjergartstyper, som ikke indeholder zirkon. Laboratoriet arbejder med at udvikle nye teknikker, bl.a. datering af fx monazit og apatit.

Anvendt mineralogi

Scanning Electron Mikroskopi (SEM) kan anvendes til at karakterisere bjergarter, sand, malm og ikke-geologisk materiale som byggematerialer, beton eller støv. Både de kemiske egenskaber (hoved- og sporelementer) og materialeegenskaber (kornenes størrelse og form) bliver analyseret ved en kombination af teknikker med Energy Dispersive X-ray spektrometri, (EDX)-målinger, og billedanalyse. Målingerne udføres med halvautomatisk såkaldt Computer-controlled Scanning Electron Microscopy (CCSEM). Der udføres rutinemæssigt analyser af sand, knust sandsten, jordprøver og visse typer af malm, og GEUS har derudover erfaring med en række andre materialer.

LA-ICP-MS kan bruges til at bestemme nøjagtige sporelementkoncentrationer i en række geologiske materialer, herunder mineraler (fx rubin, korund, zirkon, granat, pyroksen, feldspat m.fl.), bjergarter (fx krystalline bjergarter, sandsten, kalksten o.l.) og malme samt i biologiske (fx skaller fra bløddyr, skæl og øresten fra fisk) og medicinske materialer. Et kemisk fingeraftryk af sådanne materialer kan bl.a. bruges til at bestemme oprindelsen (proveniens) af en specifik prøve.

Proveniensanalyse

En prøves geografiske oprindelse, eller proveniens, kan optimalt set bestemmes ved at kombinere en eller flere af ovennævnte metoder. Målet er at rekonstruere oplandet for fx et sediment, foruden - om muligt - de klimabetingelser som påvirkede sedimentet under dets dannelse. Dette kan gøres ved at sammenligne aldersfordelingen af zirkon (eller af andre datérbare mineraler som fx rutil, titanit eller monazit) i sedimentet med mulige kildebjergarter og ved at sammenligne mineralforholdet i sedimenterne i forhold til den mulige kildebjergart.

 

 

 Relevante links

 
 

 Laboratorier

 
Bjergarter, mineraler og aldersbestemmelse