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 hidrotermális folyamatok kémiai és fizikai paramétereinek ( pl. hőmérséklet, nyomás, pH, oxidációs viszonyok) változása időben és térben Fluidzárványok: néhány mikrométeres ásványokban csapdázódott folyadékkal és gőzzel telt üregek fluidum min. hőmérséklete fluidum kémiai összetétele 50 μm Fluidzárványok kvarcban (SiO2) Zónás piritkristályok (FeS2) visszaszórt elektron képe

Fluid-kőzet kölcsönhatás vizsgálata a Lahócai Cu-Au ércesedésben Kutatási téma Fluid-kőzet kölcsönhatás vizsgálata a Lahócai Cu-Au ércesedésben Ércásványok fluidzárványainak vizsgálata infravörös fényben fluidzárványok enargitban (Cu3AsS4) egyes ércásványok átlátszóak a fény infravörös tartományában fluidzárványok antimonitban (Sb2S3) Infravörös fluidzárvány vizsgálatoknál használandó berendezések fluidzárványok enargitban (Cu3AsS4)

Vizsgált ércesedés geológiai háttere Lahóca-hegy, Recsk sekély mélységű (max. ~ 300 m) epitermális Cu-Au ércesedés befogadó kőzet paleogén korú vulkáni kőzetsorozat tömzsös kifejlődés főbb ércásványok: enargit Cu3AsS4 luzonit Cu3AsS4 termés arany calaverit AuTe2 petzit Ag3AuTe2 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

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 RD IR opak minta Kristályorientációs térképek szögtartó, centrális vetítés IR átlátszó minta IR mikroszkópos felvételek

Orientációtérképezés - eredmények Inverz pólusábra alapján színezett EBSD-térképek Enargit Luzonit Fázistérkép Képminőségtérkép (Image quality map) 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 minták vastagsága: ~100 µm IR átlátszó 200 µm IR opak Inverz pólusábra Inverz pólusábra

Eredmények összegzése az IR átlátszóság és a kristályorientáció közötti kapcsolat kimutatása zárványvizsgálatokhoz már 10%-os IR fényáteresztő- képesség is elégséges ( ~ 100 µm-es mintavastagság esetén) Végső cél: enargit teljes optikai indikatrixának meghatározása a fény IR tartományában Mért kristályorientációk sztereografikus vetületben ábrázolva

Eredmények – Lahóca Cu-Au nyersanyagtelep Késői kvarc DDK Enargit Korai kvarc ÉÉNy NaCl-H2O Az enargit fluidzárványai a teljes hidrotermális folyamat ércképződési szakaszát reprezentálják, melyet más ásványok hasonló vizsgálatával nem ismerhetnénk meg! Érctestek 3D modellje

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).