ALEXANDER LEWERENTZ
Om förekomsten av baddeleyit i zirkon i kiselmättade bergarter
Åldersbestämning av bergarter med hjälp av uran- och blyisotoper (U-Pb-geokronologi)
är en av de mest pålitliga dateringstekniker som står till förfogande för dagens
geokronologer. Detta gäller om materialet är äldre än 50 000 år och inte innehåller
någon organisk beståndsdel eftersom C14-metoden inte fungerar under dessa
omständigheter. Två olika mineral är av stor vikt vid U-Pb geokronologi, baddeleyit
(ZrO2) för kiselfattiga bergarter och zirkon (ZrSiO4) för kiselrika bergarter.
Under kiselmättade förhållanden finns det ett överskott på kisel i magman vid kristallisation
av bergarter. Då reagerar vanligtvis baddeleyit med kiseldioxid (SiO2) och bildar zirkon. Trots
detta kan man observera baddeleyit i kiselmättade bergarter. Två typer av baddeleyitdomäner
har identifierats i dessa zirkoner. Den ena typen är regelbunden och följer zirkonkristallens
tillväxtzonering (en zonering som till största del utmärks av varierande koncentrationer i
spårelement såsom uran och torium), medan den andra är oregelbunden och saknar helt och
hållet koppling till zirkonkristallens inre struktur. Sättet som den regelbundna baddeleyiten
förekommer på talar för att den bildats av en primär process, dvs kristalliserat från en magma.
Eftersom bergarterna som baddeleyiten förkommer i är kiselmättade måste magman också ha
varit kiselmättad. Således borde zirkon ha kristalliserat, inte baddeleyit. För att förklara denna
motsägelsefulla obseravtion antas att magman kan ha varit lokalt eller tillfälligt kiselomättad
och att då baddeleyit kunnat kristallisera. En geologisk process som ger denna effekt är
magma mixing då två magmor av olika sammansättningar blandas till en ny magma med helt
ny sammansättning. I sådana fall skulle en kiselfattig magma trängt in i den kiselmättade
magman för att temporärt göra den nya sammansatta magman kiselomättad. Förekomsterna
av oregelbunden baddeleyit har sannolikt inte bildats genom primära processer då dessa
domäner helt saknar koppling till zirkonens inre struktur. Denna tolkning styrks av att
fluidbildande metmorfosrelaterade processer (nedbrytning och omvandling av mineral när
bergarten utsatts för tryck- och temperaturförändringar) har identifierats i en av de studerade
bergarterna. I samma bergart är dessutom den låga halten plagioklas (kalcium - och
natriumrikt silikatmineral) påtaglig. Dessa observationer tolkas som att tidigare nämnda
grundämnen lämnat bergarten under ett tidigt stadium av metamorfosen. Ovanstående
observationer och tolkningar ger ledtrådar till en möjlig förklaring: att heta och alkalina
(kalcium- och natriumrika) fluider har bildats, vilka sedan kunnat tränga in i zirkonkorn och
där genom reaktioner minskat kiselinnehållet. Detta har i sin tur lett till omvandling av zirkon
till baddeleyit. Denna modell stöds av att oregelbunden baddeleyitförkomst ofta är associerad
med sprickor i zirkonkornen (möjliga vägar för fluiderna att ta sig in) samt av den
oregelbunda formen i sig.
Handledare: Anders Scherstén
Examensarbete 15 högskolepoäng (15 ECTS-poäng) i Geologi, vt 2010. (Examensarbeten i Geologi
vid Lunds universitet – BERGGRUNDSGEOLOGI, nr. 261)
Enheten för geologi, institutionen för geo- och ekosystemvetenskaper, Lund universitet.
ALEXANDER LEWERENTZ
On the occurrence of baddeleyite in zircon in silica-saturated rocks
Baddeleyite (ZrO2) is an important mineral for U-Pb geochronology in silica undersaturated rocks.
Under silica saturated conditions, baddeleyite reacts to form zircon. Yet, I document baddeleyite
domains within zircon in several silica-saturated rock types. The primary aim of this project is to
describe the phenomenon in detail. To reach this aim polarisation microscopy and SEM-EDS analyses
have been used. Based on the descriptions, possible models for the origin of the phenomenon are
suggested, including both primary and secondary processes. I suggest that variations in the silicaactivity might explain the occurrence of possible primary baddeleyite bands, and that later
hydrothermal processes are responsible for the formation of baddeleyite in alteration processes.
Suggestions on further analyses are also presented.
Supervisor: Anders Scherstén
Degree project, 15 ECTS credits, in Geology, spring 2010. (Examensarbeten i Geologi vid Lunds
universitet – Berggrundsgeologi, nr. 261)
Department of Earth- and Ecosystem Sciences, Division of Geology, Lund University.
