Kristályorientáció-térképezés(SEM-EBSD)

opakásványok és fluidzárványaikinfravörös mikroszkópos vizsgálatához

Takács Ágnes, Molnár Ferenc & Dankházi Zoltán

Centrumban a tudás –

A Természettudományi Kar anyag- ésélettudományi kutatásainak bemutatkozása

2011. november 24.

Ásványtani Tanszék & Anyagfizikai Tanszék

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

Zónás piritkristályok (FeS2)

visszaszórt elektron képe

• néhány mikrométeres• ásványokban csapdázódott• folyadékkal és gőzzel telt üregek

• fluidum min. hőmérséklete• fluidum kémiai összetétele

Fluidzárványok:

50 mm50 μm

Fluidzárványok kvarcban (SiO2)

Infravörös fluidzárvány vizsgálatoknál használandó berendezések

Ércásványok fluidzárványainak vizsgálata infravörös fényben

fluidzárványok antimonitban (Sb2S3)

• egyes ércásványok átlátszóak a fény infravörös tartományában

Kutatási téma

Fluid-kőzet kölcsönhatás vizsgálata a Lahócai Cu-Au ércesedésben

20 mm

fluidzárványok enargitban (Cu3AsS4)

fluidzárványok enargitban (Cu3AsS4)

Vizsgált ércesedés geológiai háttere

Enargit- és luzonitkristályok reflexiós mikroszkópos képe (+N)

• sekély mélységű (max. ~ 300 m)• epitermális Cu-Au ércesedés• befogadó kőzet paleogén korú vulkáni kőzetsorozat• tömzsös kifejlődés• főbb ércásványok:

Lahóca-hegy, Recsk

Lahóca, Recsk

Érctestek3D modellje

enargit Cu3AsS4 luzonit Cu3AsS4

termés aranycalaverit AuTe2

petzit Ag3AuTe2

IR mikroszkópos megfigyelések

Enargitkristályok IR mikroszkópos képe

• növekedési zónák • inhomogén opacitás

• 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

• változó mértékű IR átlátszóság• egyes esetekben hőmérséklet hatására csökkenő IR átlátszóság

vizsgáljuk az enargit IR átlátszóságát a kristályorientáció függvényében

50 mm

Orientációtérképezés (OIM-EBSD)

• Elektronmikroszkópban végezhető, visszaszórtelektron-diffrakción (EBSD) alapuló vizsgálati módszer

Sematikus ábra a Kikuchi-vonalak (EBSD) keletkezéséről

Adott orientációjú enargitkristály észlelt és értelmezett Kikuchi-ábrája

• gyorsítófesz. 20 kV• mintaáram ~5 nA• szögfelbontás ~1° • térbeli felbontás ~50 nm

FEI Quanta 3D FIB-SEMHikari EBSD detektorEDAX-TSLszoftvercsomag

elektronforrás

EBSD-detektor

IRátlátszó

minta

Kristályorientációs térképek

200 µm

IR mikroszkópos felvételek

IR opakminta

Orientációtérképezés - eredmények

TD

RD

Sztereografikus vetület(Pólusábra)

• szögtartó, centrális vetítés

IR mikroszkópos kép

Inverz pólusábra alapján színezett EBSD-térképek

IR mikroszkópos kép

Orientációtérképezés - eredmények

EnargitLuzonit

Képminőségtérkép (Image quality map)Fázistérkép

VIS/IR mikro-spektrofotométer

• Az enargitminták infravörös fényáteresztő képességének kvantifikálása

•Látható fény (VIS) tartomány (400-700 nm)

• IR tartomány (800-1800 nm)

Enargit és luzonit referencia reflexiós görbéiCriddle&Stanley (1993)

- áteső fénymenetű mérés: az IR átlátszóság direkt mérése, az ásvány optikai indikatrixának meghatározásához

- ráeső fénymenetű mérés: ásványok pontos azonosítása

IR átlátszó

200 µm

IR opak

• minták vastagsága: ~100 µm

Enargiton mért IR spektrumok

Infravörös fényáteresztő-képesség

Inverz pólusábra Inverz pólusábra

Eredmények összegzése

Mért kristályorientációk sztereografikus vetületben

ábrázolva

• az IR átlátszóság és a kristályorientáció közötti kapcsolat kimutatása

• zárványvizsgálatokhoz már 10%-os IR fényáteresztő- képesség is elégséges ( ~ 100 µm-es mintavastagság esetén)

• enargit teljes optikai indikatrixának meghatározása a fény IR tartományában

Végső cél:

Korai kvarc

DDK

ÉÉNy

Késői kvarcEnargit

NaCl-H2O

Eredmények – Lahóca Cu-Au nyersanyagtelep

Érctestek3D modellje

Az enargit fluidzárványai a teljes hidrotermális folyamat ércképződési

szakaszát reprezentálják, melyet más ásványok hasonló vizsgálatával nem

ismerhetnénk meg!

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).