A kvarc optikai lumineszcens (OSL) tulajdonságainak vizsgálata

A kutatás a lumineszcens kormeghatározáshoz kapcsolódva magmás, metamorf és üledékes kőzetekből szeparált kvarc optikai lumineszcens (OSL) tulajdonságainak vizsgálatára, és a befolyásoló tényezők meghatározására irányul.

A kőzetekből a kvarc szeparálását hasonlóan végezzük, mint a lumineszcens kormeghatározás előkészítése során, azzal a különbséggel, hogy szükség esetén kőzettörést és őrlést is alkalmazunk, és nem sötétben, illetve gyenge vörös fénynél történik. A kvarc optikai lumineszcens tulajdonságait az OSL kormeghatározásnál alkalmazott mérési protokoll alkalmazásával vizsgáljuk. A lumineszcenciát befolyásoló kristályrács hibákat, illetve a kvarcszemcsékbe beépült idegen anyagokat elsősorban LA-ICP-MS mérésekkel mutatjuk ki, és alkalmunk volt Mikro-FTIR mérések elvégzésére is. A kvarc jellemzéséhez termoanalitikai és röntgendiffrakciós elemzéseket is használunk. A lumineszcenciát befolyásoló környezeti radioaktív izotóp koncentrációt a kvarcot befoglaló kőzetek gamma-spektrometriai mérésével határozzuk meg, kistömegű minták esetében numerikus-modellezés, valamint inaktív anyag hozzáadása segítségével. Ezeket ICP-MS és ICP-OES mérésekkel is kiegészítjük.

Eddigi vizsgálati eredményeink szerint az üledékes kőzetek és tufák kvarca általában erősebb lumineszcenciát ad, mint a vizsgált mélységi magmás és metamorf kőzetek kvarca (1. ábra). Egyes üledékes kőzetek nagyobb intenzitású lumineszcenciát kibocsátó kvarcában csatolt Al3+ + H+ → Si4+ helyettesítést, illetve szerkezeti hidroxilt és molekuláris vizet sikerült kimutatni (2. ábra). Ugyanakkor úgy tűnik, hogy a kvarcba beépült idegen elemek fajtái és mennyiségük, valamint a befoglaló kőzetek radioaktív sugárzása nem befolyásolja döntően az OSL-t (3. és 4. ábra). Az eredmények alapján a többször áthalmozott üledékek kvarca alkalmasabb az OSL kormeghatározásra, és néha igen erős OSL-t ad, ami a kvarc üledékes történetének fontosságára utal.

Projektvezető: Thamóné Dr. Bozsó Edit
E-mail: bozso.edit@mbfsz.gov.hu
Telefon: +36 1 920 2220
Résztvevő szervezeti egységek: Földtani Alapkutatási Osztály, Geokémiai és Laboratóriumi Osztály