การหาอายุด้วยไอโซโทป Th-U-Pb ในแร่มอแนไซต์ด้วยเทคนิค Electron Probe Microanalysis (EPMA)
มอแนไซต์ ((Ce,La,Nd,Th)(PO4,SiO4)) เป็นแร่ที่พบได้ทั่วไปในหิน magmatic และ metamorphic หลายชนิด องค์ประกอบทางเคมีของมอแนไซต์ทำให้เป็นตัวบ่งชี้ทางธรณีเคมีที่มีค่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษา petrogenesis และธรณีโครวิทยา นอกจากนี้ มอแนไซต์ยังมีปริมาณยูเรเนียมและทอเรียมสูง ซึ่งทำให้เป็นแร่ที่เหมาะสำหรับการหาอายุด้วยไอโซโทป U-Th-Pb ซึ่งเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสำหรับการกำหนดอายุของหินและแร่
Electron Probe Microanalysis (EPMA) เป็นเทคนิคเชิงวิเคราะห์ที่ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนแบบโฟกัสเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุที่เป็นของแข็ง EPMA สามารถใช้ในการหาปริมาณธาตุที่สำคัญและธาตุในปริมาณน้อยในแร่ธาตุ รวมถึงยูเรเนียม ทอเรียม และตะกั่ว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความสนใจเพิ่มขึ้นในการใช้ EPMA สำหรับการหาอายุด้วยไอโซโทป U-Th-Pb ของมอแนไซต์ เนื่องจากข้อดีหลายประการเหนือเทคนิคดั้งเดิม เช่น Isotope Dilution-Thermal Ionization Mass Spectrometry (ID-TIMS)
ข้อดีของ EPMA สำหรับการหาอายุ U-Th-Pb ของมอแนไซต์
ข้อดีหลักอย่างหนึ่งของ EPMA เหนือ ID-TIMS คือความสามารถในการวิเคราะห์ในแหล่งกำเนิด ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องแยกมอแนไซต์ออกจากหินที่เป็นเจ้าภาพก่อนการวิเคราะห์ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาแร่ธาตุขนาดเล็กหรือหายาก ซึ่งการแยกอาจทำได้ยากหรือใช้เวลานาน นอกจากนี้ EPMA ยังเป็นเทคนิคแบบไม่ทำลาย ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องละลายหรือทำลายตัวอย่างแร่ ทำให้เป็นเทคนิคที่เหมาะสำหรับการศึกษาตัวอย่างที่มีค่าหรือเปราะบาง
ข้อดีอีกประการหนึ่งของ EPMA คือความสามารถในการรับข้อมูลองค์ประกอบและไอโซโทปพร้อมกัน สิ่งนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบทางเคมีและอายุของมอแนไซต์ได้ ข้อมูลดังกล่าวสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับประวัติทางธรณีวิทยาของหินที่เป็นเจ้าภาพ
โปรโตคอลสำหรับการวิเคราะห์ EPMA ของมอแนไซต์
โปรโตคอลทั่วไปสำหรับการวิเคราะห์ EPMA ของมอแนไซต์สำหรับการหาอายุด้วยไอโซโทป Th-U-Pb เกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:
- การเตรียมตัวอย่าง: ตัวอย่างหินจะถูกบดและขัดเงา และเม็ดมอแนไซต์จะถูกระบุโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลหรือเทคนิคอื่นๆ
- การวิเคราะห์ EPMA: เม็ดมอแนไซต์จะถูกวิเคราะห์โดยใช้ EPMA เพื่อหาปริมาณของยูเรเนียม ทอเรียม และตะกั่ว
- การแก้ไขข้อมูล: ข้อมูล EPMA จะถูกแก้ไขสำหรับผลกระทบของเมทริกซ์ เครื่องมือ และการรบกวน
- การคำนวณอายุ: อายุ Th-U-Pb จะคำนวณจากอัตราส่วนไอโซโทปที่แก้ไขแล้วโดยใช้สมการการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีที่เหมาะสม
ข้อจำกัดของ EPMA สำหรับการหาอายุ U-Th-Pb
แม้ว่า EPMA จะมีข้อดีหลายประการเหนือเทคนิคการหาอายุด้วยไอโซโทป U-Th-Pb แบบดั้งเดิม แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการที่ควรพิจารณา ข้อจำกัดอย่างหนึ่งคือ EPMA มีความละเอียดเชิงพื้นที่ต่ำกว่า ID-TIMS ซึ่งหมายความว่า EPMA อาจไม่เหมาะสำหรับการศึกษาแร่ธาตุที่มีเขตการเจริญเติบโตที่ซับซ้อนหรือขนาดผลึกเล็กมาก
ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งคือ EPMA มีความไวต่อการรบกวนจากองค์ประกอบอื่นๆ ในตัวอย่างแร่ สิ่งนี้อาจนำไปสู่ความไม่ถูกต้องในการวัดอายุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแร่ธาตุที่มีปริมาณยูเรเนียม ทอเรียม หรือตะกั่วต่ำ
สรุป
Electron Probe Microanalysis (EPMA) เป็นเทคนิคที่มีค่าสำหรับการหาอายุด้วยไอโซโทป Th-U-Pb ของมอแนไซต์ โดยให้ข้อดีหลายประการเหนือเทคนิคดั้งเดิม เช่น ID-TIMS ข้อดีเหล่านี้ ได้แก่ ความสามารถในการวิเคราะห์ในแหล่งกำเนิด ธรรมชาติที่ไม่ทำลาย และความสามารถในการรับข้อมูลองค์ประกอบและไอโซโทปพร้อมกัน อย่างไรก็ตาม EPMA ก็มีข้อจำกัดบางประการเช่นกัน เช่น ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ต่ำกว่าและความไวต่อการรบกวน ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาข้อดีและข้อจำกัดของ EPMA อย่างรอบคอบก่อนที่จะใช้เทคนิคนี้สำหรับการหาอายุด้วยไอโซโทป U-Th-Pb ของมอแนไซต์
#ธรณีวิทยา #ไอโซโทป #มอแนไซต์ #EPMA
บทความ
