Calibração de modelos de annealing de traços de fissão em zircão a partir de dados geológicos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Palissari, Rosane, 1962-
Data de Publicação: 2007
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1607169
Resumo: Orientadores: Julio Cesar Hadler Neto, Peter Christian Hackspacher
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spelling Calibração de modelos de annealing de traços de fissão em zircão a partir de dados geológicosCalibrating fission-track annealing models for zircon using geological informationTraços de fissãoZircãoAnnealingFission tracksZirconOrientadores: Julio Cesar Hadler Neto, Peter Christian HackspacherTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: O Método dos Traços de Fissão (MTF)é uma das técnicas mais poderosas usadas para descrever as histórias térmicas de rochas presentes na camada da superfície terrestre,sob condições de baixa temperatura.Se a rocha hospedeira teve a temperatura elevada em um dado período,os traços de fissão que se formaram desde então,são encurtados irreversivelmente ou apagados (os traços sofrem annealing ),como conseqüência de um processo de difusão termicamente ativada. Os minerais mais comumente utilizados no MTF são a apatita e o zircão,sendo este último o objetivo deste trabalho.O zircão é sensível ao annealing térmico sob temperaturas mais altas que a temperatura de fechamento da apatita,que é aproximadamente 120 o C. As características do annealing dos traços de fissão em zircão têm sido obtidas utilizando-se dados de experimentos de laboratório,que são executados em tempos menores que 1 ano,e comumente em tempos ainda menores.Estes dados são usados para calibrar modelos de annealing empíricos,que descrevem a dependência do encurtamento dos traços com o tempo e a temperatura.No entanto,um problema de ordem prática é a incerteza introduzida na extrapolação para tempos geológicos (10 6 ¿ 10 8 anos),através dos modelos calibrados pelos dados de laboratório (<1 ano). Um dos objetivos deste estudo é fornecer condições de contorno adicionais para a faixa de tempo-temperatura da zona de annealing do zircão,através de dados de zircões de poços, cujas amostras foram expostas a temperaturas estáveis por ~1 milhão de anos.Desta forma, o problema da extrapolação é abordado explicitamente ajustando-se os modelos a dados geológicos. Vários modelos de annealing foram propostos na literatura de traços de fissão.A formulação básica destes modelos baseia-se na equação de Arrhenius e foi apresentada por Laslett et al.(1987).Existem outros modelos de annealing que são baseados no mesmo princípio:Crowley et al.(1991);Laslett e Galbraith (1996);Rahn et al.(2004)e Yamada et al. (2007).Estes modelos têm sido usados preferencialmente, uma vez que inúmeros fenômenos, desde a formação dos traços até o ataque químico,não são bem entendidos ainda.orém,dois outros modelos calibrados no presente trabalho (Carlson,1990;Guedes et al.,2005a), procuram estabelecer uma correlação direta entre seus parâmetros e os fenômenos envolvidos.Os ajustes dos vários modelos foram comparados entre si,levando-se em conta considerações estatísticas. Além das calibrações efetuadas ajustando-se os modelos a dados geológicos, foram abordadas comparações de previsões dos modelos (relacionadas com as fronteiras da Zona de Annealing Parcial)com outros dados geológicos baseados em densidades de traços de fissãoAbstract: Fission-track (FT)analysis has developed into one of the most useful technique used to constrain the low-temperature thermal history of rocks in the upper part of the Earth's crust.If a host rock is subjected to elevated temperatures,fission tracks that have formed up to that point in time are shortened irreversibly or annealed,as a consequence of a thermally activated diffusion process. The most commonly analysed minerals are apatite and zircon and the latter is the focus of this work,since this mineral is sensitive to thermal annealing at higher temperatures,while the close temperature for apatite is around 120 o C. Short-term annealing characteristics of FT in zircon are generally based on laboratory experiments which are performed on timescales of less than 1 year,and typically much less. These data have been used to calibrate annealing empirical models,that describe the temperature and time dependence of fission track shortening.However,a practical problem is the uncertainty introduced through the extrapolation of laboratory calibrated models (<1 year)to geological timescales (10 6 ¿ 10 8 years). One of the purpose of this study is to give further constraints on the temperature range of the zircon annealing zone over a geological time scale using zircons data from boreholes,which samples have been exposed to a stable temperature for ~1 Ma.In this way,the extrapolation problem is explicity adressed by fit the zircon annealing models with geological timescale data. Several empirical models formulations have been proposed to perform these calibrations and have been compared in this work.The basic formulation is an Arrhenius-type model and is given by Laslett et al.(1987).There are other annealing models which are based on the same general formulation:Crowley et al.(1991);Laslett and Galbraith (1996);Rahn et al.(2004)and Yamada et al.(2007).These models equations have been preferred due to the great number of fenomena from track formation to chemical etching that are not well understood.However,two other calibrated models in this work (Carlson,1990;Guedes et al.,2005a)try to stablish a direct correlation between their parameters and the related fenomena.Several model fits are compared by themselves,considering statistical data. Besides calibrating annealing models with geological timescale data,model predictions (related with Parcial Annealing Zone boundaries)were compared with another geological dataDoutoradoGeofísica NuclearDoutor em Ciências[s.n.]Hadler Neto, Julio Cesar, 1947-Hackspacher, Peter ChristianOliveira, Sandro Guedes deCrósta, Alvaro PenteadoKemp, ErnestoGuzzo, Marcelo MoraesUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPalissari, Rosane, 1962-20072007-12-13T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf86 f. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1607169PALISSARI, Rosane. Calibração de modelos de annealing de traços de fissão em zircão a partir de dados geológicos. 2007. 86 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1607169. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/425520porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-04-25T11:33:14Zoai::425520Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-04-25T11:33:14Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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