Cet ouvrage fait partie de la bibliothèque YouScribe
Obtenez un accès à la bibliothèque pour le lire en ligne
En savoir plus

Trace element signatures in rutile [Elektronische Ressource] : characterization of standards and applications to accessory mineral behavior in metamorphic rocks / vorgelegt von George Luiz Luvizotto

De
258 pages
Traceelementsignaturesinrutile:characterizationofstandardsandapplicationstoaccessorymineralbehaviorinmetamorphicrocksGeorgeLuizLuvizottoTraceelementsignaturesinrutile:characterizationofstandardsandapplicationstoaccessorymineralbehaviorinmetamorphicrocksINAUGURAL DISSERTATIONzurErlangungderDoktorwürdederMathematisch NaturwissenschaftlichenGesamtfakultätderRuprecht Karls UniversitätHeidelbergvorgelegtvonMasterofScienceinGeologyGeorgeLuizLuvizottoausCerquilho–SP,BrasilienHeidelberg,imOktober2008Gutachter:PDDr. ThomasZackProf. Dr. GerhardBreyTagdermündlichenPrüfung: 12.12.2008ThereareplacesIrememberAllmylife,thoughsomehavechangedSomeforevernotforbetterSomehavegoneandsomeremainAlltheseplaceshadtheirmomentsWithloversandfriendsIstillcanrecallSomearedeadandsomearelivingInmylifeI’velovedthemallLennonandMcCartneyAll beings so far have created something beyond themselves; and do you want to be theebb of this great flood and even go back to the beasts rather than overcome man? What isthe ape to man? A laughingstock or a painful embarrassment. And man shall be just thatfortheoverman: aora..FriedrichWilhelmNietzsche(AlsoSprachZarathustra,1883)Tomylovelywife,PaulinhaAWritteninHeidelbergin2007 2008usingL T XEContentsSummary xiKurzfassung xv1 Introduction 11.1 Structureofthisdissertation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Importanceofrutile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Therutileproject . .
Voir plus Voir moins

Traceelementsignaturesinrutile:
characterizationofstandardsandapplications
toaccessorymineralbehaviorinmetamorphic
rocks
GeorgeLuizLuvizottoTraceelementsignaturesinrutile:
characterizationofstandardsand
applicationstoaccessorymineralbehavior
inmetamorphicrocks
INAUGURAL DISSERTATION
zurErlangungderDoktorwürdeder
Mathematisch NaturwissenschaftlichenGesamtfakultät
derRuprecht Karls Universität
Heidelbergvorgelegtvon
MasterofScienceinGeology
GeorgeLuizLuvizotto
ausCerquilho–SP,Brasilien
Heidelberg,imOktober2008
Gutachter:
PDDr. ThomasZack
Prof. Dr. GerhardBrey
TagdermündlichenPrüfung: 12.12.2008ThereareplacesIremember
Allmylife,thoughsomehavechanged
Someforevernotforbetter
Somehavegoneandsomeremain
Alltheseplaceshadtheirmoments
Withloversandfriends
Istillcanrecall
Somearedeadandsomeareliving
InmylifeI’velovedthemall
LennonandMcCartney
All beings so far have created something beyond themselves; and do you want to be the
ebb of this great flood and even go back to the beasts rather than overcome man? What is
the ape to man? A laughingstock or a painful embarrassment. And man shall be just that
fortheoverman: aora..
FriedrichWilhelmNietzsche
(AlsoSprachZarathustra,1883)Tomylovelywife,Paulinha
AWritteninHeidelbergin2007 2008usingL T XEContents
Summary xi
Kurzfassung xv
1 Introduction 1
1.1 Structureofthisdissertation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Importanceofrutile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 Therutileproject . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 Scopeofthestudy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.5 Studiedareas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5.1 Ivrea VerbanoZone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5.2 Ezgebirge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.6 Mainresultsandrelatedconclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.6.1 Characterizationofrutilestandards . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.6.2 Nb and Zr behavior in rutile during high grade metamorphism and
retrogression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.6.3 Rutileoccurrenceandtraceelementbehaviorinlow graderocks . . 12
1.7 Analyticalmethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.7.1 ElectronMicroprobe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.7.2 SecondaryIonMassSpectrometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.7.3 IsotopicDilutionMulti–CollectorInductivelyCoupledPlasmaMass
Spectrometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.7.4 ThermalIonizationMassSpectrometry . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.7.5 LaserAblationInductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry . . 18
1.7.6 Micro RamanSpetroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
iContents
2 Rutilecrystalsaspotentialmineralstandardsformicroanalysis 25
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2 Sampleselection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.1 TheSy,Diss,R19andR10rutilegrains . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.3 Analyticaltechniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.1 SecondaryIonMassSpectrometry(SIMS) . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.2 ElectronMicroprobe(EMP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3.3 IsotopicDilutionMulti–CollectorInductivelyCoupledPlasmaMass
Spectrometry(ID–MC–ICP–MS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.3.4 ThermalIonizationMassSpectrometry(TIMS) . . . . . . . . . . . 34
2.3.5 LaserAblationInductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry(LA
ICP MS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4 Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4.1 SIMSHFSEcalibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4.2 HighprecisionHFSEconcentrationdata . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.4.3 U PbisotopedataforR10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4.4 LA–ICP–MSconcentrationdata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.5 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.5.1 Homogeneitytest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.5.2 Comparisonoftechniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.5.3 Rutilemineralstandards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.6 Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3 Nb and Zr behavior in rutile during high grade metamorphism and retrogres
sion 77
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.2 TheIvrea VerbanoZone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.2.1 Geologicalsetting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.2.2 CriticalevaluationofPTconditionsfromformerstudies . . . . . . 82
3.3 Analyticaltechniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.3.1 EMP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.3.2 SIMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
iiContents
3.3.3 LA ICP MS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.3.4 XRF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.4 Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.4.1 MicrotexturalobservationsofrutileandotherTi bearingphases . . 87
3.4.2 Zirconiumconcentrationsinrutile . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.4.3 Niobiuminrutile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.5 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.5.1 Rutile thermometry and thermal constraints of the granulite facies
metamorphism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.5.2 RutileformationfrombiotiteandexpectedNbbehavior . . . . . . 101
3.5.3 Post peakmetamorphicprocesseandRtTEcomposition . . . . . . 104
3.5.4 Behaviorofothertraceelements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4 Rutileoccurrenceandtraceelementbehaviorinlow graderocks 117
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.2 Geologicalsettingandstudiedsamples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.3 Analyticaltechniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.3.1 ElectronMicroprobe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.3.2 SecondaryIonMassSpectrometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.3.3 Micro RamanSpetroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.4 Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.4.1 Rutilegrowthinlow tomedium grademetapeliticrocks . . . . . . 123
4.4.2 IdentificationofTiO polymorphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242
4.4.3 Niobiumconcentrationsinrutileandilmenite . . . . . . . . . . . . 126
4.4.4 Zirconiuminrutile . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
4.5 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
4.5.1 RutileformationfromilmeniteandexpectedNbbehavior . . . . . 129
4.5.2 Temperaturerecordsinrutilefromlow tomedium grademetased
imentaryrocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4.5.3 Detritalrutilesfromlow grademetasedimentaryrocks . . . . . . . 134
4.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
iiiContents
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
5 Co authorshiponscientificarticles 143
5.1 ApplicationofZr in rutilethermometrytoeclogites . . . . . . . . . . . . . 143
5.1.1 Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.2 Deducingsourcerocklithologyfromdetritalrutilegeochemistry . . . . . . 144
5.2.1 Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.3 Tourmalinein(ultra)high pressuremetamorphicrocks . . . . . . . . . . . 145
5.3.1 Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Appendices 147
A Traceelementconcentrationsofrutilesandbiotites 149
B Traceelementofrutilesandilmenites 157
C Co authorshiponscientificarticlesrelatedtothetopicofthethesis 161
C.1 ZackT&LuvizottoGL(2006) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
C.2 TrieboldS,vonEynattenH,LuvizottoGL,ZackT(2007) . . . . . . . . . 181
C.3 MarschallHR,KorsakovAV,GL,NasdalaL,LudwigT(Subm.) . 199
D Author’spublicationsrelatedtothisthesis 221
D.1 Papersinpeer reviewedjournals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
D.2 Paperssubmittedtopeer reviewedjournals . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
D.3 Abstracts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Acknowledgements 225
iv

Un pour Un
Permettre à tous d'accéder à la lecture
Pour chaque accès à la bibliothèque, YouScribe donne un accès à une personne dans le besoin