05 – Termocronologia através do Método dos Traços de Fissão em Apatita
Ano 04 (2017) - Número 04 Artigos
10.31419/ISSN.2594-942X.
Eduardo Augusto Campos Curvo, Instituto de Física – UFMT; Gabrielle Lima, Instituto de Engenharia – UFMT; Amarildo Salina Ruiz, Faculdade de Geociências – UFMT.
Em geral, minerais contêm algumas partes por milhão de urânio como impureza. O mais abundante isótopo do urânio, o 238U, decai por fissão espontânea, sendo que os dois fragmentos de fissão originados desse processo produzem um desarranjo na estrutura cristalina do mineral, formando uma região de instabilidade eletrônica denominada de traço latente. Os traços latentes são continuamente produzidos no mineral, com o fluir do tempo. Young, em 1958, foi o primeiro a observar que materiais dielétricos registram a passagem de partículas carregadas que, ao viajarem com altas energias, deixam uma trilha de ionização nesses materiais. Conhecendo-se a meia-vida do 238U, o conteúdo de urânio da amostra e a quantidade de decaimentos ocorridos (densidade de traços), é possível se obter a idade de retenção dos traços no mineral. Além disso, estudos mostraram que os traços de fissão são sensíveis a tratamentos térmicos (Bigazzi, 1967; Wagner, 1968). Ou seja, os traços diminuem de tamanho quando submetidos a um tratamento térmico, essa diminuição se deve à instabilidade térmica dos traços, efeito conhecido como “annealing”. A distribuição dos comprimentos dos traços espontâneos produzidos durante a história geológica do mineral contém informações sobre sua história térmica. A história térmica é um parâmetro importante em alguns estudos geológicos. Por exemplo, na prospecção de petróleo (Gleadow et al., 1983), na extração de minerais (Naeser, 1984) e em estudos tectônicos (Wagner & Reimer, 1972). A sensibilidade dos traços às variáveis tempo e temperatura, experimentados em tempos geológicos, depende do mineral no qual foram registrados (Li et al., 2010). A apatita [Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)] é o mineral mais utilizado pelo Método dos Traços de Fissão (MTF). Isso ocorre devido à sua importância para prospecção de petróleo (uma das condições para que hidrocarbonetos se transformem em petróleo é estarem submetidos a uma temperatura entre aproximadamente 60 e 125ºC, por tempos geológicos). Se a apatita é submetida a um ataque químico conveniente, os traços são aumentados a ponto de serem observáveis ao microscópio óptico, sendo então denominados de traços revelados. A medida da densidade de traços revelados (Figura 1a) e do comprimento de traços confinados (traços que estão paralelos à superfície da apatita) (Figura 1b), com o auxílio do microscópio ótico, permite então acessar a idade de retenção de traços e a história térmica experimentada pelos mesmos.
Figura 1 – a) Traços revelados quimicamente na apatita e observados via microscopia ótica.
Figura 1 – b) Traço revelado paralelo à superfície da apatita (traço confinado).
REFERÊNCIAS
Bigazzi, G. (1967) Length of fission tracks and age of muscovite samples. Earth Planet. Sci. Lett. 3. pg.434-438.
Gleadow, A. J. W.; Duddy, I. R.; Lovering, J. F. (1983) Fission track analysis: a new tool for the evaluation of thermal histories and hydrocabon potential. Austral. Petrol. Expl. Ass. J., 23, 93-102.
Li, W., Wang, L., Sun, K., Lang, M., Trautmann, C., Ewing, R. (2010) Porous fission fragment tracks in fluorapatite. Physical Review B 82, 144109.
Naeser, C.W. (1984). Fission track dating applied to mineral exploration. 4th Int. F.T.D. (Fission Track Dating), Work Shop, Trog, N.Y.
Wagner, G. A. (1968) Fission track dating of apatites. Earth Planet. Sci. Lett. 4. pg. 411-415.
Wagner, G. A.; Reimer, G. M. (1972) Fission track tectonics: The tectonic interpretation of fission track apatite age. Earth and Planetary Science Letters, 14, 263-268.
Young, D. A. Etching of radiation damage in lithium fluoride. Nature. 182. pg. 375-377 (1958).