Model de testare pentru formarea Radiohalo Polonium

Cuvinte cheie : Po radiohalos, descompunere 238U, model de transport de fluide hidrotermale, pietre de nisip, metamorfism regional, meta-arkoze, boabe de zircon detrital, fulgi de biotita metamorfica, izograd staurotil, reactie minerala

Introducere

De cercetare Radiohalourile a fost o preocupare majora a ratei ( R adioisotopes si A GE de T el Earth) proiect (Snelling 2000). Ca urmare a acestei cercetari, s-a ajuns la concluzia ca 238hal si Po radiohalos gasite frecvent impreuna in fulgii de biotita din rocile granitice trebuiau sa se formeze simultan (Snelling 2005). Din cauza perioadelor de injumatatire foarte scurte ale izotopilor Po parinte, acest lucru implica faptul ca sute de milioane de ani in valoare de 238 U de descompunere (la ritmurile de astazi) trebuiau sa se fi produs in doar cateva zile. Trebuie sa fi existat multa descompunere de 238U pentru a produce atat dauna fizica vizibila (238hal radiohalos), cat si 500 milioane-1 miliard de atomi de poloniu necesari pentru generarea polonium radiohalos. Totusi, acel polonium ar fi decazut apoi in cateva zile. A fost propus astfel un model de transport hidrotermic care explica modul in care poloniul a fost separat de parintele sau 238U,

Un alt rezultat al acestei cercetari a fost descoperirea abundentei de polonium radiohalos in rocile metamorfice (Snelling 2005), o intamplare care nu a fost documentata anterior. Cu toate acestea, o astfel de constatare a fost prevazuta, deoarece lichidele hidrotermale sunt generate in rocile sedimentare saturate cu apa, deoarece acestea sunt ingropate adanc, contribuind la transformarea lor in complexe metamorfice regionale (Stanton 1982, 1989; Snelling 1994). Astfel, sa sustinut ca acelasi model de transport de fluide hidrotermale ar putea explica, de asemenea, formarea de polioiu radiohalos in acele roci metamorfice regionale, unde a fost disponibila o livrare adecvata de produse de descompunere 238U (Snelling 2005).

In continuarea cercetarilor, a fost propus un test al acestui model de formare de radiohalo poloniu in rocile metamorfice si a fost motivat dupa cum urmeaza. Pietrele de nisip contin adesea niste boabe de zircon, derivate din eroziunea, de exemplu, a rocilor granitice si depuse in sedimentele de nisip transportate cu apa. Intemperiile chimice ale acestor roci sursa, plus abraziunea boabelor in timpul transportului apei, distrug boabele de biotita, astfel incat acestea tind sa fie absente in gresii. Cu toate acestea, dupa metamorfismul pietrelor de nisip, schistii si gneizele rezultate contin de obicei boabe de biotita. Astfel, s-ar parea ca boabele de biotita s-au format prin reactii minerale in timpul metamorfismului. Astfel de reactii minerale au fost studiate in experimente de laborator, iar in ele apa este adesea un produs secundar (Spear 1993). La temperaturile acestor procese metamorfice, o astfel de apa ar deveni fluide hidrotermale, capabile sa transporte orice produse de descompunere 238U din boabele de zircon din apropiere si sa depuna poloniu in fulgi de biotita pentru a forma radiohalos polonium. Daca acest lucru este corect, metasandstones ar trebui sa contina polioum radiohalos, si metasandstones ar putea fi studiate pentru a testa revendicarea.

The Thunderhead Sandstone, Tennessee – Carolina de Nord

Gresia Thunderhead groasa constituie o parte semnificativa a celor 4.500–7.500 de metri (15.000–25.000 de metri) groasa Grupa Fumatoare din seria Ocoee din Marea Fumatoare Munti de-a lungul granitei Tennessee-Carolina de Nord in partea de sud a provinciei Blue Ridge din Highlands Appalachian (King 1964; Hadley si Goldsmith 1963; King si colab. 1958). Desemnarea precambriana superioara sugereaza ca ar fi putut fi depusa mai devreme la potop. Cea mai frecventa roca din formatie este gresia feldspatica cu granulatie relativa omogena de la mediu pana la grosier (arkose), cu gropile de gresie argila si argilita de culoare gri inchis. Seria Ocoee a fost apoi aruncata spre nord-vest, de-a lungul Faultului Greenbrier, la inceputul paleozoicului (fig. 1). Gresia Thunderhead cuprinde aproximativ jumatate din foaia de tractiune.

Dupa actionare, unitatile litologice ale intregii serii Ocoee si complexul subteran cristalin precambrian subiacent au fost metamorfozate regional, coincident cu deformarile orogene (de constructie montana) in timpul formarii Highlands Appalachian, incepand cu Devonian (inundatia timpurie-mijlocie). In nord-vest, rocile au fost metamorfozate fatetelor greschiste, dar cresterea temperaturilor si a presiunilor catre sud-est au produs roci de amiescul amandibit. Acest metamorfism regional a produs astfel in piatra de nisip Thunderhead o serie de zone distincte din punct de vedere chimic si mineralogic ale schistelor si gneizelor (fig. 2) (Allen si Ragland 1972). Aceste zone sunt denumite in functie de prezenta mineralelor metamorfice cu cea mai inalta presiune / temperatura in roca. Amestecurile zgomotoase din formatia Thunderhead sunt recristalizate complet pe toata secventa, astfel incat demarcarea izogradelor se bazeaza pe mineralele din sisturi. Pe masura ce intensitatea metamorfismului creste lateral de la nord-vest la sud-est – invelisurile zgomotoase contin succesiv biotit, granat, staurolit si kianit in zonele biotite, granate, staurolite si, respectiv, kianit. Limitele dintre zonele adiacente se numesc izograd.

Gresia arkosica din Formatia Thunderhead este usor diferita. Figura 3 prezinta variatiile mineralogice din arculele metamorfozate ale gresiei Thunderhead de-a lungul unei traverse de la nord-vest (zona biotita) la sud-est (zona kianita). Cu exceptia granatului in zonele granate si staurolite, acelasi ansamblu mineral de cuart, K-feldspat (microcline), plagioclaza, biotita si moscovita se gaseste in toata secventa de meta-arkoze. Relierul cuartului si K-feldspatul in archozele metamorfozate ale Gresii Thunderhead prezinta o mica recristalizare prin zonele biotite si granate pana in zona staurolita (Allen si Ragland 1972). In zona granatului prezenta granatului metamorfic in meta-arkoza, care nu ar trebui sa fie stabila in functie de intreaga chimie a rocilor,

Metamorfismul regional – lichide hidrotermale si Po Radiohalos

In prezent, in fiecare zona metamorfica regionala, meta-arkozele formatiunii Thunderhead contin atat zirconuri cat si fulgi de biotita. In procesul de sedimentare initial, fulgii de biotita au fost probabil distrusi, lasand gresia Thunderhead originala fara niciun biotit. Cu toate acestea, Allen si Ragland (1972) au mentionat in mod specific ca cerealele accesorii de zircon pe care le-au observat in Thunderhead erau de origine detritica. Astfel, pietrele de nisip Thunderhead originale contineau probabil zirconii, dar niciun biotit. Deoarece, probabil, boabele de zircon ar fi continut inca cantitati minore de uraniu, acestea ar fi putut fi astfel o sursa de produse de descompunere 238U, inclusiv poloniu. In timpul metamorfismului regional au fost generate biotite si fluide hidrotermale – unele provenite din apele de pori pre-metamorfisme si altele din reactii metamorfice. Prin urmare,

Allen si Ragland (1972) au descoperit din analizele geochimiei rocilor in vrac faptul ca raporturile metal / Al in meta-arhozele Thunderhead raman constante in zonele biotitei si granatului. Pastrarea boabelor relicte in zonele biotitei si granatului a fost atribuita lipsei recristalizarii complete in timpul metamorfismului regional din cauza lipsei unei faze apoase semnificative. Porozitatile si permeabilitatile ridicate inerente pietrelor de nisip initiale ar fi determinat ca majoritatea apelor lor de pori sa fie alungate de caldura si presiunea de incarcare in timpul etapelor initiale ale metamorfismului. Apa structurala si unele ape absorbite din porii din argilele matricei de gresie au furnizat probabil apa necesara cristalizarii micilor din zonele biotitei si granatului. Astfel, cea mai mare parte a apei a fost tinuta in structuri de cristal din meta-arkoze si nu a fost disponibila pentru a actiona ca un mijloc de transport. Conform modelului de transport de fluide hidrotermale pentru formarea de radiohalo de poloniu, se asteapta relativ putine generatii de radiohalo – cel putin in meta-arkozele formatiei Thunderhead.

In apropierea izogradului staurolit, granita dintre granat si zonele staurolitului, cu toate acestea, numeroase schimbari chimice sunt evidente in rocile in vrac si in micas (Allen si Ragland 1972). Aceste modificari si disparitia mineralelor relicte sugereaza o faza apoasa semnificativa a fost generata la isogradul staurolit. S-au format faze minerale, cum ar fi staurolitul, care contin in special mai putina apa structurala, in timp ce cloritul dispare complet in paturile pelitice din meta-arkoze, moscovita scade brusc, iar biotita devine mai abundenta. Acest lucru sugereaza urmatoarea reactie predominanta la izogradul staurolit:

54 moscovit + 31 clorit

→ 54 biotit + 24 staurolit + 152 cuart + 224 apa

Aceasta reactie a fost confirmata experimental (Hoschek 1967, 1969). In paturile pelitice ar fi eliberat aproximativ 63% din apa structurala din mineralele care reactioneaza. Generarea de cantitati mari de apa prin aceasta reactie in straturile pelitice la temperaturile ridicate predominante determinate experimental ar fi dus la volume relativ mari de lichide hidrotermale care migreaza in jos cu gradientul de energie libera PH20 in meta-arkozele adiacente. In cadrul meta-arkozelor, aceste fluide hidrotermale ar fi furnizat un mediu de transport apos care a dus la o actiune rapida de catalizare. Acest lucru ar fi provocat recristalizarea tuturor boabelor relicte si o abordare rapida a echilibrului. La intrarea acestei faze apoase, echilibrul chimic a fost creat pe macrosistemul de volume mari de meta-arkoza,

Aceste conditii din meta-arhozele Thunderhead la izogradul staurolite ar fi trebuit sa fie ideale pentru generarea Po radiohalos in ele, presupunand ca formarea Po radiohalo are loc intr-adevar asa cum este descris de modelul de transport de fluide hidrotermale (Snelling and Armitage 2003; Snelling, Baumgardner , si Vardiman 2003; Snelling 2005). Boabele de zircon detrital pentru a furniza produse de descompunere 238U si fulgi de biotita metamorfica pentru a gazdui concentratii de Po in radiocentre, au fost prezente in meta-arkoze, iar in jurul staurolitului isograd, cantitatile copioase de fluide hidrotermale curgeau prin meta-arkoze ca urmare a reactie minerala in straturile pelitice. Prin urmare,

Lucrari de teren si de laborator

Astfel, a fost propus un test pe teren al acestei predictii. Noua probe de meta-arkoze ale gresii Thunderhead Sandstone au fost colectate din afectiunile taiate pe drum de-a lungul Autostrazii 441 din SUA, intre Cherokee, Carolina de Nord si Gatlinburg, Tennessee (fig. 2 si 4). Aceasta a format efectiv o traversare prin zonele kianite, staurolite, granate si biotite ale metamorfismului regional, asa cum s-a descris deja (Allen si Ragland, 1972). A fost colectat si un esantion de gneis la subsol.

S-a obtinut o sectiune subtire petrografica standard pentru fiecare proba de meta-arkoza. In laborator, portiuni din fiecare proba au fost zdrobite pentru a elibera boabele minerale constituente. Pentru fiecare proba, fulgii de biotit au fost apoi selectati manual cu ajutorul unei pensete si au fost asezati pe suprafata adeziva a unei bucati de banda transparenta Scotch. Dupa ce numeroase fulgi de biotita au fost montate pe suprafata adeziva a acestei benzi, o bucata proaspata de banda scotiana transparenta a fost asezata peste ele si presata ferm de-a lungul lungimii sale, astfel incat sa se asigure ca cele doua bucati de banda au fost lipite impreuna cu fulgii de biotit ferm clatiti intre ele. Piesa superioara a benzii scotch scoase a fost apoi decojita inapoi pentru a desprinde fulgii de biotit. Aceasta bucata superioara de banda scotch transparenta cu foi subtiri de biotita aderenta la ea a fost asezata apoi pe o lamela standard pentru microscop de sticla. Aceasta procedura a fost repetata cu o alta bucata de banda scotiana transparenta plasata peste banda originala Scotch cu fulgii de biotita aderenta la ea. Acesti fulgi de biotita aderenti au fost smulsi progresiv si transferati pe lamelele microscopului. Dupa cum este necesar, s-au adaugat alte fulgi de biotita culese manual pentru a le inlocui pe cele complet trase in afara. In acest fel au fost preparate 50 de diapozitive la microscop pentru fiecare proba de meta-arkoza, fiecare lamela cu multe (cel putin 20-30) fulgi subtiri de biotita montate pe el. Aceasta este similara cu metoda pioniera de Gentry (Gentry, com. Pers.). Proba de gneis din subsol a fost tratata in acelasi mod. Cincizeci de diapozitive microscopice pentru fiecare esantion au fost pregatite pentru a asigura statistici de reprezentare bune. Astfel, au fost montate minimum 1000 de fulgi de biotit montate pe lamele microscopului pentru fiecare proba.

Fiecare diapozitiv pentru fiecare proba a fost apoi examinat cu atentie la un microscop petrologic in lumina polarizata in plan si au fost identificati toti radiohalosii prezenti, notand orice relatii sau caracteristici neobisnuite. Numerele fiecarui tip de radiohalo in fiecare diapozitiv au fost contorizate mutand progresiv diapozitivul inapoi si inainte pe campul vizual, iar numerele inregistrate pentru fiecare diapozitiv au fost apoi marite si tabulate pentru fiecare proba. Din cauza cojirii progresive in afara de multe din aceleasi fulgi de biotita in timpul pregatirii diapozitivelor la microscop, a fost posibil ca o parte din radiohalos sa apara pe mai multe diapozitive la microscop. Doar radiohalos ale caror radiocentrale erau vizibile au fost astfel contate pentru a se asigura ca fiecare radiohalo a fost numarat o singura data.

Rezultate

Foto-microgragrafele reprezentative ale esantioanelor meta-arkoase din fiecare zona metamorfica regionala sunt prezentate in Fig. 5. Toate rezultatele sunt enumerate in tabelul 1. Noua probe (opt meta-arkoze si o gneja de subsol) contineau doar 210 po radiohalos, in timp ce unul esantion de meta-arkose continea, de asemenea, 214Po radiohalos. Cateva exemple reprezentative de radiohalos din esantioane pot fi vazute in Fig. 6. Tabelul 1 listeaza atat numarul total de radiohalos 210Po si 214Po gasit in fiecare proba, cat si numarul mediu de Po radiohalos per diapozitiv in fiecare esantion. Numarul total de Po radiohalos gasit in fiecare proba a fost apoi trasat pe pozitia relativa a fiecarui esantion de-a lungul traversei din Fig. 2 prin zonele metamorfice, care este afisata in Fig.

Asa cum se poate observa cu usurinta in Tabelul 1 si Fig. 7, in timp ce sapte dintre esantioanele meta-arkose au in medie aproximativ 30 Po radiohalos fiecare, cele doua probe care stateau pe isogradul staurolit contineau 177 si respectiv 147 Po radiohalos.

Discutie

Rezultatele acestui test al modelului de transport de fluide hidrotermale pentru formarea de radiohalo Po au fost uimitoare, fiind exact asa cum s-a prevazut. Po radiohalos-ul a fost de patru-cinci ori mai abundent in cele doua probe meta-arkose care stateau pe isogradul staurolit decat in ​​esantioanele meta-arkose imediat alaturate in granat si zonele staurolite (tabelul 1 si fig. 7). Numerele de radiohalo Po au fost si mai putine in celelalte probe meta-arkose, inclusiv un esantion din zona de cianita de inalta calitate.

Tabelul 1 . Tabelul de date cu numerele radiohalos numarate in esantioane de meta-arkoze ale Gresii Thunderhead si gneisul subsolului. Radiohalos SampleNumber of Slides210Po214Po218Po238U232ThNumber of Po

Radiohalos per

SlideMetamorphic RSM-1

50

4

0,08

Subsol Gneiss RSM-2

50

34

0,68

Cianit RSM-3

50

24

0,48

Staurolite RSM-4

50

26

19

0,90

Staurolite RSM-5

50

147

2,94

Staurolite RSM-6

50

177

3,54

Garnet RSM-7

50

41

0,82

Garnet RSM-8

50

35

0,70

Garnet RSM-9

50

6

0,12

Garnet RSM-10

50

28

0,56

biotite

Numerele de Po radiohalos nu se coreleaza cu gradul metamorfic. Au fost doar 34 Po radiohalos in zona de cianita (de inalta calitate) proba meta-arkoza in comparatie cu doar 28 Po radiohalos in proba de biotita (grad scazut) meta-arkoza. Cu toate acestea, au fost prezente granule de zircon purtatoare de U si fulgi de biotita in toate probele de gresie Thunderhead de-a lungul traversului, de la grad scazut pana la metamorfism regional de inalta calitate.

Nici Po care a generat Po radiohalos si nici fulgii de biotita care gazduiesc Po radiohalos nu au fost primordiale. Spre deosebire de boabele de zircon, fulgii de biotita nu au fost prezenti in arkoze atunci cand au fost depuse, dar au fost produse prin transformari si reactii minerale in timpul metamorfismului regional ulterior. Aceasta inseamna ca Po care a generat Po radiohalos in fulgii de biotita a trebuit sa fie transportat din sursele apropiate in situ in fulgii de biotita dupa ce s-au format. Asa cum au argumentat Snelling si Armitage (2003) si Snelling (2005), singurele surse situate in apropiere de Po sunt atomii in descompunere 238U din boabele de zircon din arkozele depuse initial. Astfel, se sustine ca Po necesara trebuia transportata din boabele de zircon in fulgii de biotita dupa ce s-au format,

Atunci cand arkozele (si pietrele de nisip) sunt depuse de si din apa in miscare, o parte din acea apa este adesea prinsa intre boabele minerale formand sedimentele nisipoase. Cimentul care leaga boabele minerale impreuna pentru a transforma nisipul in gresie si arkoza este de obicei precipitat din apa prinsa, dar si din apa meteorica care se percoleaza in sedimente. Odata lituite, gresia si arkoza contin inca adesea multa apa freatica. Atunci cand aceste roci sedimentare saturate cu apa sunt ulterior ingropate adanc si sunt supuse fortelor tectonice, caldura generata transforma apele continute in fluide hidrotermale, deoarece rocile sedimentare sufera metamorfism regional. Stanton (1982,

Aceste fluide hidrotermale generate in timpul metamorfismului regional au fost disponibile pentru transportul Po de la descompunerea 238U in boabele de zircon detrital in fulgi de biotita metamorfica pentru a forma Po radiohalos (Snelling and Armitage 2003; Snelling 2005). Astfel, s-a prevazut, pe baza modelului de transport de fluide hidrotermale pentru formarea Po radiohalo, ca Po radiohalos va fi gasit in roci sedimentare metamorfozate regional. In consecinta, deoarece s-a efectuat o cautare pentru Po radiohalos in rocile metamorfice, Po radiohalos a fost gasita in roci metamorfice (Snelling 2005, 2006, 2008b).

Rezultatele acestui studiu confirma, de asemenea, ca modelul de transport de fluide hidrotermale pentru formarea de radiohalo Po se aplica rocilor metamorfice regionale. 6 – 41 Po radiohalos pe esantion din fiecare exemplu de meta-arkoza, cu exceptia celor doua care strabateaza isogradul staurolit (tabelul 1 si fig. 7), par sa fi fost generate din Po transportat de fluidele hidrotermale produse din apa initial in pietrele de nisip in timpul metamorfismului lor regional. Cu toate acestea, unde in timpul metamorfismului regional, reactia minerala din straturile pelitice de la isogradul staurolit a produs multa apa fierbinte, fluxul suplimentar de lichide hidrotermale in meta-arkozele adiacente a generat de patru-cinci ori mai mult Pohalhal, 144 si 177 in doua probe relevante meta-arkose (tabelul 1 si fig. 7).

Aceasta verificare cu succes a modelului de transport de fluide hidrotermale pentru formarea de radiohalo Po se adauga la dovezile justificative gasite de Snelling (2006). In cazul in care metamorfismul de-a lungul zonelor de forfecare a fost rapid, chiar si in termeni conventionali, din cauza „pomparii” tectonice a lichidelor hidrotermale, Po radiohalos a fost generat in fulgi de biotita in rocile rezultate. In aceste exemple, au fost generate in principal 210Po radiohalos in fulgii de biotita metamorfica. Acest lucru are implicatii de timp pentru aceste procese metamorfice si fluxurile de fluide hidrotermale. 218Po si 214Po au un timp de injumatatire de 3,1 minute si, respectiv, 164 de microsecunde, in timp ce timpul de injumatatire de 210Po este de 138 de zile. Astfel, chiar daca 218Po de la descompunerea 238U s-a difuzat din boabele de zircon detrital, pana cand lichidele hidrotermale au transportat Po in fulgii de biotita,

Acest lucru implica faptul ca transportul Po, din interiorul boabelor de zircon, distantele> 1 mm (aproximativ 2-10 mm) intre fulgii de biotita si de-a lungul planurilor de clivaj din ele catre radiocentrele Po, au durat probabil pana la cateva zile chiar saptamani. Retineti ca, in schimb, multe granite contin radiohalos 218Po si / sau 214Po, precum si radiohalos 210Po, datorita distantelor de transport mult mai scurte (<1 mm), deoarece boabele de zircon sursa se afla in fulgii de biotita unde sunt generate Po radiohalos.

Pe de alta parte, Po radiohalos atat in ​​aceste roci metamorfice cat si in granite s-ar fi format doar sub 150 ° C, temperatura de recoacere a radiohalosului in biotita. Ca si in granitele cristalizate, la temperaturi mai ridicate in timpul metamorfismului regional, transportul Po ar fi inceput imediat ce au fost produse lichide hidrotermale. Chiar si la temperaturi mult peste 400 ° C, temperaturile la care a avut loc reactia minerala la izogradul staurolit, fluidele hidrotermale ar fi curgut puternic (dar sub presiune) transportand Po disponibil. Totusi, deoarece Po radiohalos nu a putut fi generat si inregistrat vizual in fulgii de biotita pana cand temperatura din rocile metamorfozate a scazut sub 150 ° C, racirea intregului complex metamorfic regional trebuie sa fi fost relativ rapida, in cateva zile. saptamani,

S-ar putea contracara faptul ca, deoarece 238U de astazi se incetineste incet, ar fi existat o aprovizionare continua cu Po peste milioane de ani. Deci, transportul de fluide hidrotermale de Po si generarea Pohal radiohalos ar fi putut lua milioane de ani de adaosuri suplimentare de Po la radiocentrele. Cu toate acestea, formarea simultana a 238U si Po radiohalos in aceleasi fulgi de biotita in multe granite (Snelling si Armitage 2003; Snelling 2005, 2008a) si alte dovezi (Vardiman, Snelling si Chaffin 2005), este in concordanta cu decaderea 238U accelerat grosolan in timpul unui eveniment sau evenimente din istoria pamantului, in special Potopul Genezei. Aceasta este momentul in care este avuta in vedere depunerea Gresii Thunderhead, urmata de metamorfismul regional. Asadar, o cantitate abundenta de Po in aceasta decadere accelerata de 238 U in zirconii detritali a avut o durata de viata foarte scurta. Astfel, daca Po nu ar fi fost transportat rapid de la zirconii detritici la radiocentrele din fulgii de biotita metamorfica, Po ar fi decazut inainte de a se forma Po radiohalos.

In plus, atat fluxurile de lichid hidrotermic, cat si metamorfismul regional au trebuit sa fie, de asemenea, rapide si de scurta durata. Daca nu curgeau lichidul hidrotermic sub 150 ° C, Po-ul transportat ar fi scazut inainte de a ajunge la radiocentre. Cu toate acestea, fluxurile de fluide hidrotermale sunt determinate de energia termica asociata metamorfismului regional. Ca si in cazul corpurilor de granit de racire (Snelling 2008a), o mare parte din caldura ar fi fost disipata pana cand temperaturile din roca metamorfozata regional ar fi scazut sub 150 ° C, astfel incat fluxurile de fluide hidrotermale ar fi inceput sa se diminueze. Astfel, metamorfismul regional trebuia sa fie un eveniment rapid care sa conduca la curgerea rapida a fluidelor hidrotermale.

In contextul evenimentului Genesis Flood de-a lungul unui an, tectonica placilor catastrofale ar fi condus miscarile terestre rapide si catastrofale care au produs setarile tectonice, unde ar fi avut loc metamorfismul regional rapid al secventelor de roci sedimentare groase (Austin si colab., 1994) . Impreuna cu tectonica placilor catastrofale, decaderea radioizotopica accelerata catastrofala concomitenta (Vardiman, Snelling si Chaffin 2005) ar fi furnizat o explozie rapida de caldura in cei care dezvolta complexe metamorfice regionale pentru a genera fluxurile rapide de lichid hidrotermic si reactiile minerale metamorfice.

concluzii

Pe baza modificarilor mineralogice produse de metamorfismul regional in arculosele Gresiei Thunderhead, Great Smoky Mountains, Tennessee-Carolina, a fost propus un test al modelului de transport de fluide hidrotermale pentru formarea de radiohalo Po. Aceste meta-arkoze contin atat boabe de zircon detrital (o sursa potentiala de Po de la descompunerea 238U) cat si fulgi de biotita metamorfica (o gazda potentiala pentru Po radiohalos). Atunci cand au fost depuse initial, arkozele ar fi pastrat apele poroase si meteorice, care in timpul metamorfismului regional ar fi devenit lichide hidrotermale. Mai mult, reactia responsabila de modificarile mineralogice la izogradul staurolit (granita dintre granat si zonele metamorfice staurolite) ar fi produs volume mari de apa sub forma de fluide hidrotermale.

Ambele predictii au fost verificate. Toate cele noua esantioane de meta-arkoze colectate de-a lungul unei traverse prin zonele metamorfice regionale contineau radiohalos Po (in principal 210Po). Mai mult, cele doua probe care strabateau isogradul staurolit au continut de patru-cinci ori mai mult Po radiohalos decat celelalte sapte probe. Aceste rezultate verifica, de asemenea, modelul de transport de fluide hidrotermale pentru formarea de radiohalo Po. Prezenta in principal a radiohalos 210Po a fost, de asemenea, in concordanta cu distanta de transport mai lunga (> 1mm) de la boabele de zircon la fulgii de biotita. S-a ajuns la concluzia ca, deoarece acesti Po radiohalos s-ar fi putut forma doar sub 150 ° C (temperatura de recoacere a radiohalosului in biotita), atat metamorfismul regional, cat si fluxurile de lichid hidrotermale pentru a transporta Po necesara trebuiau sa fie rapide. Aceste procese, la care se adauga racirea complexului metamorfic regional si formarea Po radiohalos, toate trebuiau sa apara in cateva saptamani. Acest lucru este posibil in contextul unei tectonici a placilor catastrofale si a unei degradari brute accelerate de 238U in timpul inundatiei Genezei.

Recunoasteri

Aceasta cercetare a fost incurajata de Kurt Wise, care a oferit, de asemenea, suport logistic pentru activitatea de teren. Mark Armitage este recunoscut pentru munca sa in procesarea esantioanelor si numararea radiohalosului. Finantarea a fost asigurata de Institutul pentru Cercetari in Creatie din donatii primite catre proiectul RATE.

Referinte