A1 Fordelingskoefficienten, affinitet og massebevarelse

Transkript

1 (A) 2010 Geokemi A1 Fordelingskoefficienten, affinitet og massebevarelse (16 point) Antag at koncentrationen af Ni er 52000, 2000, ppm i henholdsvis kerne, silikatjorden (BSE), og hele Jorden. Beregn fordelingkoefficienten for Ni mellem kernen og silikatjorden, Dkerne/BSE(Ni). Hvilken geokemisk affinitet har Ni? Antag massebevarelse og at hele Jorden er en blanding af kerne og silikatjord. Brug det til at beregne massebrøken af Jordens kerne. Vis din beregning. = Fordelings koefficienten for Ni mellem kernen og BSE er 26. Ni's geokemiske affinitet er Siderophile f(k) er massebrøken af komponent K. C(K) er koncentrationen af grundstof i komponent K.

2 = at 5 digits Derved er massebrøken for Nikkel 31,2 % af Jordens kerne. A2 Fordelings koefficienten (16 point) Fordelingskoeficienten for henholdsvis nikkel (Ni) og ytterbium (Yb) imellem olivin og basalt er: Dolivin/basalt(Ni) = 12; Dolivin/basalt(Yb) = Beregn koncentrationen (udtrykt i p.p.m.) af Ni og Yb i olivin krystaller i ligevægt med basalt der indeholder 400 p.p.m. Ni og 15 p.p.m. Yb. Vis din beregning. Er Ni og Yb kompatible eller inkompatible i olivin? Skitser i et diagram med koncentration i smelten på y-aksen og massebrøk af smelte på x- aksen koncentrationen af Ni og Yb i basaltsmelten ved fraktionering af olivin. Bruger formlen for fordelings koefficient = = ppm Ni = ppm Yb Nikkel er kompatibel i Olivin da fordelingskoefficienten er større end 1. Ytterbium er inkompatibel i Olivin da fordelingskoefficienten er mindre end 1.

3 Da Nikkel er kompatibel i smelten falder mængden efterladt i smelten da det krystalliseres ind i basalten. Ytterbium er derimod inkompatibel og opkoncentreres i smelten. A3 Radiometrisk datering Rb-Sr (16 point) Beskriv principperne for radiometrisk datering af bjergarter med Rb-Sr isokron metoden. Beregn alderen af en isokron med hældningen Vis din beregning. Radiometrisk datering af bjergarter med Rb-Sr metoden, består i at måle henfaldet af moderisotoper. Isotoper der henfalder er radioaktive. Isotoper der dannes ved radioaktivt henfald er radiogene og betegnes datter isotoper. Isotoper der ikke henfalder, eller dannes ved henfald er stabile. Ved Rb-SR ser vi et Beta minus henfald (neutron til protron) og en anti neutrino samt en elektron ( B- partikel) frigives. Den radioaktive moderistop 87 Rb henfalder til den radiogene datterisotop 87 SR Udregning af alderen af en isokron med hældningen udregnes således ved brug af henfaldskonstanten

4 (3.1) A4 Vækst kurve 143Nd/144Nd (18 point) Beskriv og skitser vækstkurven for 143Nd/144Nd i kappen (kondrit sammensætning) fra Jordens dannelse til idag. Beskriv og skitser også vækstkurverne for 143Nd/144Nd i henholdsvis smelte og residualkappe dannet ved en opsmeltningsbegivenhed 2.5 Ga før idag. Forklar baggrunden for vækstkurvernes hældning. Diskuter med baggrund i vækstkurverne de overordnede forskelle i Nd isotop sammensætningen (idag) af kontinental skorpe, øvre kappe, og nedre kappe. "Det sidste vi skal vide, er opførslen af Sm og Nd under opsmeltning af kappen og dannelse af basalt (som bliver til skorpe) Sm og Nd meget ens grundstoffer med ens elektronkonfiguration, men Nd (1.06 Å) er en anelse større end Sm (1.04 Å). Derfor er Nd mere inkompatibel end Sm ved opsmeltning af kappen Sm/Nd af residual kappen øges derfor ved opsmeltning mens Sm/Nd af basaltsmelten mindskes" " Nd og Sm er begge inkompatible ved opsmeltning i kappen og opkoncentreres derfor i basaltsmelte dannet "

5 (B) 2010 Grundvands Geokemi Grundvands Geokemi

6 1. Ionstyrken udregnes ved formlen Enheden er mol/l - Brug eventuelt Emiels Excel ark. Derved skal molarmassen findes for alle stoffer, koncentrationen skal udregnes fra mg/l til mmol/l ved at dividere mg/l med g/mol. Derefter findes mizi^2 ved at gange mmol/l med valensen. I sidste ende summeres alle

7 tallene. Udregningen Calcium 86 mg/l. Molarmasse 40,076 g/mol. = mmol/l. Valens er 2+. = Hydrogencarbonat 247 mg/l. Molarmasse g/mol. = Valens er 1-. Derved er mizi2 her lige med 4.048*10^-3 mmol/l. Ilt er mindre en 0.1 og derfor ikke medregnet. Jern(II) 1.5 mg/l. Molarmasse g/mol. = mmol/l. Valens 2+. = Klorid 35 mg/l. Molarmasse g/mol. = mmol/l. Valens er -1 og derved er svaret *10^-3 mmol/l Magnesium 6 mg/l. Molarmasse g/mol. = mmol/l. Valens er 2+. = *10^-3 mmol/l Metan er mindre end 0.5 mg/l og molarmassen er = Valens er 2+. = Natrium 35 g/ml. Molarmasse g/mol. = mmol/l. Valens er 1+ og derfor er svaret *10^-3 mmol/l. Nitrat er under 0,5 mg/l. Molarmassen er g/mol. = valens er -1 derfor er svaret givet, Sulfat 75 mg/l. Molarmasse g/mol. = mmol/l. Valens er 2 -. = *10^-3 mmol/l = mmol/l

8 = Hvilket giver det forkerte svar.. hvilket sucks. 2. Forvitringsgraden udregnes ud fra følgende = Hvilket er forvitringsgraden for Filter-1 Udregner forvitringsgraden for FIlter-2. = Hvilket er forvitringsgraden for Filter Udregner ionbytningsgraden ud fra følgende formel = Hvilket er ionbytningsgraden for Filter-1. Udregner nu ionbytningsgraden for Filter-2.

9 = = Hvilket er ionbytningsgraden for Filter Redoxforhold samt vandtype: Filter-1 er Oxiderende samt i iltzone ud fra værdierne af ilt, nitrat og sulfat. Filter-2 er Svagt reduceret og i jern sulfat zonen. 5. Vigtigste processer fra filter 1 til filter2: ph Fra filter 1 til 2 stiger fra 4,5 til 7,9 Går fra et oxiderende miljø i iltzonen til et svagt reducerende jern-sulfat zone. Ser også at nitrat ikke reduceres før alt ilten er opbrugt i Filter 2. Når Nitraten er helt opbrugt vil sulfaten blive reduceret, dette er dog endnu ikke sket i zonen. Ses også en pyrit oxidering

10

11 (A) 2011 Geokemi A1 Koncentrationer, massebrøk og kompatibilitet. (16 point) Et basaltisk magmakammer indeholder ved dannelsen magma med 300 ppm Ni. Efter krystallisation af 30 vægt% er der dannet et lag af krystaller (kumulater) der i gennemsnit indeholder 700 ppm Ni. Antag massebevarelse og beregn koncentrationen af Ni i residualmagmaet. Er Ni kompatibel eller inkompatibel i kumulatet? Hvilket mineral er mest sandsynlig årsagen til det høje Ni-indhold i kumulatet? Beregner koncentrationen af Ni i residualmagmaet ud fra følgende ligning: og at f er massebrøk, C er koncentrationen. Dette tal hentes ud fra =0.7 solve for x Da man ikke skulle tro at vi går på universitet og at solve derved er forbudt i denne eksamen ( idiotisk ), så skal den laves manuelt. Derfor omskrives det til Hvilket er koncentrationen af Ni i residual magmaen. = Da der findes en større koncentration af Ni i kumulatet må det antages at Ni er kompatibel. Mineralet der er årsagen til det høje Ni indhold er Olivin - Ingen god forklaring af læreren, blot at når det er Ni, så er det altid olivin -_- A2 Fordelingskoefficient og ligevægtskoncentration

12 Lanthan er inkompatibel da fordelingskoefficienten er under 1 ( 0.07 ) D er givet til 0.07 og C basalt til 35 ppm. Herved skrives solve for x Men solve er jo forbudt så x isoleres til = Så ligevægts koncentrationen er 2.45 ppm. 1 og 0.

13 Basalt B er dannet ved en højere grad af opsmeltning. I flg. diagrammet Kan A være alkalin og B tholeiitisk. A3 U-Pb datering og Concordia diagrammet samt alder (16 point) U-Pb datering. Beskriv principperne for radiometrisk datering i Concordia diagrammet. Antag dernæst 1) at 207Pb*/235U i et zirkon krystal er bestemt til og plotter på Concordia kurven, din beregning. U-Pb dateringen foregår ved et alpha henfald hvor en alpha partikel frigives ( Helium kerne, altså 2 protoner og 2 neutroner. ). F.eks. 238U -> 206 Pb ( henfaldsserien har 8 alpha og 6 betahenfald. I Concordia diagrammet foregår datering ved at den øvre skæring mellem concordia og discordia giver krystallets alder. Den nedre skæring af concordia og discordia giver

14 blytabet. Kurvens hældningen stiger i takt med henfaldet fra moder til datter isotoper. Udregning af alderen af zirkon krystallet. = Der ved er krystallens alder 1.7 mia. år. A4 87Sr/86Sr vækstkurve (18 point) Beskriv og skitser vækstkurven for 87Sr/86Sr i kappen (kondrit sammensætning) fra Jordens dannelse til idag. Beskriv og skitser også vækstkurverne for 87Sr/86Sr i henholdsvis smelte og residualkappe dannet ved en opsmeltningsbegivenhed for 2.5 Ga siden. Forklar baggrunden for vækstkurvernes hældning. Diskuter med baggrund i vækstkurverne de overordnede forskelle i Sr isotop sammensætningen (idag) af kontinental skorpe, øvre kappe, og nedre kappe.

15 Rb er opkoncentreret i kontinental skorpen da Rb er ikke er kompatibel i kappen. Kontinental Skorpen som dannes fra basaltsmelten udvikler med tid høj 87SR/86SR ( typisk >0.710) pga. høj Rb/Sr I residual kappen(dm) udvikles 87Sr/86Sr langsomt og er derfor lav (typisk ) pga. lav Rb/Sr ( DM)

16 (B) 2011 Grundvands Geokemi Grundvands Geokemi Molaritet (mol/l) kan bruges som en tilnærmelse i stedet for det mere korrekte molalitet (mol/kg opløsningsmiddel), da vores koncentrationer er lave og koldt, så ikke-forurenet og ikke-salt grundvand tilnærmelsesvis har densitet på 1.0 g/cm3, hvor 1 liter = 1 kg. a) b) I tages fra konc. (m) af Mn2+ = 4,6x10^-5 mol/kg og Z =2 Vi kan så bruge debue-huckel ligningen da I<0,005 mol/kg Ligningerne

17

18 Tabel 1

19 (A) 2012 Geokemi A1 Ligevægtsopsmeltning og koncentration Indsætter værdierne = Nd er inkompatibel i kappen da fordelingskoefficienten er mindre end 1. Bruger nu den angivne formel Udregner ved 10 % smelte = ppm

20 Udregner ved 30% smelte = ppm Viser et diagram med koncentrationen af Nd i basalt smelte på y aksen og massebrøk af smelte på x aksen Punkt C kan være et punkt med høj opsmeltning ( 80%) og derved mindre Nd i smelten. Måske 8 ppm. Punkt D ( udenfor graf i toppen af kurven) kan være et punkt med lav opsmeltning (5%) og derved meget Nd i basalt smelten. Måske 40 ppm. Koncentrationen af inkompatible grundstoffer i smelten kan derved være behjælpelig i at forstå graden af opsmeltning i kappen. Jo færre inkompatible grundstoffer, jo mere opsmeltet er kappen. Sker basaltisk smelte f.eks. ved kraftig opsmeltning under lavt tryk i ringe dybde(f.eks.i som det er tilfælde under øerne i oceanerne, dannes alkalibasalter.

21 A2 Rb- Sr datering Radiometrisk datering med Rb-Sr metoden, består i at måle henfaldet af moderisotoper. Isotoper der henfalder er radioaktive. Isotoper der dannes ved radioaktivt henfald er radiogene og betegnes datter isotoper. Isotoper der ikke henfalder, eller dannes ved henfald er stabile. Ved Rb-SR ser vi et Beta minus henfald (neutron til protron) og en anti neutrino samt en elektron ( B- partikel) frigives. Den radioaktive moderistop 87 Rb henfalder til den radiogene datterisotop 87 SR Udregning af alderen af en isokron med hældningen udregnes således ved brug af henfaldskonstanten = Hvilket giver 119 millioner år. A3 Ilt isotop af 2 prøver, temperatur beregning Begrebet delta18o er et udtryk for R-værdien ( forhold mellem tung og let isotop f.eks. 18O/16O)

22 R-værdien relateres stortset altid til en standard: Oxygen ville f.eks. se sådan her ud SMOW= Standard Mean Ocean Water. +10 promille betyder at en prøve med iltisotoper er beriget med 10 promille i 18O i.f.t. havvand. Beregner per mil differencen mellem kvarts og alkalifeldspat i de to prøver. Granit 1 Granit 2 = = Udregner den givne formular for at finde temperaturen i celsius (angivet i kelvin )for kvarts-alkali ligevægtene i de 2 prøver. Indsætter udleveret værdier solve for T Uden solve = Hvilket omregnes til celsius = Granit prøve 2 =

23 = Det ses af den første prøve er forarmet med 18O iltisotoper i alkalifeldspatten og samtidigt har en ligevægts temperatur på 219 grader celsius. Der er flere af de lettere 16O isotoper som kan bevidne om knap så dybe forhold som granit 2. Den anden prøve har et højere indhold af iltisotoper i alkalifeldspatten og har en ligevægts temperatur på 904 grader celsius. Den er sandsynligvis dannet på stor dybde med enormt tryk og varme. De lette iltisotoper har nemmere ved at fordampe ind i en gasfase. Derfor vil der i denne prøve være et højere antal af 18O isotoper tilbage i "fast" form. A4 Goldschmidts eksperiment og affinitet Goldschmidts eksperiment består i at danne en smelte i en "gryde" af "kulchondrit" for at se hvordan de forskellige grundstoffer indeles i forskellige smelter. Den øvre "Atmophile"lag som består af en gas fase med f.eks. H, He, N og ædelgasser. Næste lag en silikatsmelte kendt som "Lithophile" grundstoffer som alkalimetaller. Næste lag er en sulfid smelte kendt som de "Chalcophole" grundstoffer som Cu, Ti, Zn osv. Sidste lag er en metallisk smelte kendt som "Siderophile" grundstoffer som jern, nikkel osv. Affiniteten for Ni er Metalliske smelte "Siderophil".

24 Beregner nu massebrøken (F)af kernen ift. hele jordens masse. Earth= ppm Nikkel BSE = 1960 ppm nikkel Core = ppm nikkel. solve for f Hvilket giver det korrekte svar på 0.31 eller 31 %. Så kernen står for 31% af hele jordens masse. Men solve er jo forbudt! Så omregnes på denne måde. = (B) 2012 Grundvands Geokemi Grundvands Geokemi = Ved antagelse af at densiteten for vand ca er 1. Derfor er mol/kg ca. mol/l Da I<0.1 mol/kg, Bruges nedstående formel. Hvor A= , B =0.3281*10^8 og a= 6*10^-8

25 = = (15.1) (15.2) = Ligger tæt på 0.9 hvorfor det kan være beskyttet af et ler lag og derfor ionbyttet = Sårbart magasin uden ionbytning kan være påvirket af saltvand har dog lavt Cl- indhold = Såbart magasin uden ionbytning er ikke beskyttet af lerlag og ligger med stor sandsynlighed ved overfladen. Ionbytning grafik

26 Prøve 1: Har et højt indhold af sulfat og et højere indhold af nitrat end de 2 andre, dog ikke over 1 hvorfor her er tale om svagt reducerende redoxforhold og en vandtype jernsulfat zone i øvre del. Prøve 2: Har et højt indhold af både jern og sulfat så den befinder sig i et svagt reducerende jern-sulfat zone dybere nede end prøve 1. Prøve 3: Indeholder methan hvorfor det må sluttes at denne prøve er taget fra største dybde i den stærkt reducerende metanzone. Ifht. opgaven: De skal kunne se, at der i vandprøverne fra filter 1 ned til filter 3 først opløses Fe og lidt S samtidig med at As koncentration stiger (F1 til F2), og at der fra F2 til F3 udfældes jern og

27 forslås. Tabel B1

28 (A) 2013 Geokemi A1 Massebevarelse, koncentration og TAS Basaltisk magma med forholdet 60% 49 wt% SiO2 2.5 wt% Na2O 0.5 wt% K2O Rhyolitiske magma med forholdet 40% 75 wt% SiO2 3.6 wt% Na2O 3.5 wt% K2O Finder koncentration af SiO2, Na2O og K2O i den blandede bjergart. = = = = hvilket er det totale alkali indhold. Derved klassificeres det som en andesit ud fra TAS diagram QAPF og TAS Med en wt% på 4,6 er alkali indholdet lavt og derfor kan det være en basaltisk andesit

29

30 A2 Sr/Sr vækstkurver

31 Rb er opkoncentreret i kontinental skorpen da Rb er ikke er kompatibel i kappen. Kontinental Skorpen som dannes fra basaltsmelten udvikler med tid høj 87SR/86SR ( typisk >0.710) pga. høj Rb/Sr I residual kappen(dm) udvikles 87Sr/86Sr langsomt og er derfor lav (typisk ) pga. lav Rb/Sr ( DM)

32 Den overordnede forskel i Sr isotop sammensætningen af bjergarter i kontinental skorpen og ocean bunden findes i at kontinentale skorpen med tiden udvikler høj 87/86SR pga Rb/Sr henfald. Oceanbunden som er en relativ ung basalt har et lavere indhold af isotoper. " Ved partiel opsmeltning og fraktioneret krystallisation: Koncentration af grundstoffer bestemmes af fordelingskoefficient Isotop forhold (f.eks. 87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd) ændres ikke (gælder for atommasser >40) pyroksen er identisk med 87Sr/86Sr i magmaet de er krystalliseret fra, mens koncentrationen af Sr vil variere i de tre mineraler A3 Beregn koncentration, kompabilitet, fraktionering

33 solve for x = ppm solve for x = ppm Cr er kompatibelt i klinopyroksen da fordelingskoefficienten er større end 1. Sm er inkompatibelt i klinopyroksen da fordelingskoefficienten er mindre end 1. Koncentrationen af Cr vil stige som basalt smelten fraktioneres. Koncentrationen af Sm vil falde som basalt smelten fraktioneres. A4 U-Pb datering af zirkon U-Pb dateringen foregår ved et alpha henfald hvor en alpha partikel frigives ( Helium kerne, altså 2 protoner og 2 neutroner. ). F.eks. 238U -> 206 Pb ( henfaldsserien har 8 alpha og 6 betahenfald.

34 (B) 2013 Grundvands geokemi Grundvands Geokemi Calcium 2.54 Magnesium Natrium Kalium Sulfat Klorid Hydrogen Nitrat (20.1) Her bruges den udvidet Debye-Huckel ligning grundet I> mol ( Er fundet til )

35 Beregning af aktiviteteskoefficienter De to prøver er helt sikker ikke fra samme grundvandsmagasin. Der er alt for meget som er ionbyttet med Na+ nok pga. saltvandsindtrængning fra havet eller stor dybde så det salte grundvand nås. Nitrat og sulfat, som er de eneste redox følsomme parametre der opgives, er heller ikke ens, hvilket understøtter at de to prøver er fra forskellige og K kan de nok ikek sige noget om da de ikke gennemgås meget i undervisningen. Hvorvidt de to er fra forskellige lokaliteter kan ikke umiddelbart fortolkes, da man mangler nogle flere oplysninger.

36 udfældning fra smelten sker i omvendt rækkefølge jf. forelæsningsnote nr. 2, se herunder. Hvis de kan redegøre kort for silikatstrukturen der ligger til grund for de forskellige opløseligheder er det rigtig godt. Hvis Ksp værdier kan opgives for kvarts er det rigtigt godt. KSP værdier og Quartz

37 Tabel B1

38 (A) 2014 Geokemi A1 Fordelingskoefficient og massebrøk = Beregner massebrøken af jordens kerne. solve for x A2 Fraktioneret krystallisation, eksempel og krystallisationsrfk. (Bullshitticus alert) Ved fraktioneret krystallisation ser vi f.eks. i et eksempel fra Solomon øerne i Harker diagrammet at der sker en ændring i hovedgrunstofsammensætningen.

39 Således at når indholdet af SiO2 stiger, så falder indholdet af MgO. Der imod ses at CaO, FeO+Fe2O3 indholdet stiger i takt med af MgO indholdet falder. Fraktionen domineres af en olivin "removal" i bjergarter med mindre end 50% SiO2. Hvis der er mere end 50% SiO2 ses en removal af olivine+klinopyroksen og magnetit. Det stemmer overens med at magnetit forholdet falder og når SiO2 rammer 50%, så aftager fjernelses processen af magnetit.

40 A3 Ilt isotoper Begrebet delta18o er et udtryk for R-værdien ( forhold mellem tung og let isotop f.eks. 18O/16O) R-værdien relateres stortset altid til en standard: Oxygen ville f.eks. se sådan her ud er en måde at måle ratio af stabile isotoper. Det bruges often til at måle grundvand/mineral interaktion og som en måde hvoraf vi får indblik i paleoklimaet fra koraller, foraminiferer og m.m. SMOW står for Standard mean ocean water og beskriver forskellen i delta 18O/16O for en prøve i forhold til O18/O16 i SMOW. Beskriver variationen i forhold til en standard ( SMOW ) = =

41 A4 Sr/Sr Vækst kurve Rb er opkoncentreret i kontinental skorpen da Rb er ikke er kompatibel i kappen. Kontinental Skorpen som dannes fra basaltsmelten udvikler med tid høj 87SR/86SR ( typisk >0.710) pga. høj Rb/Sr I residual kappen(dm) udvikles 87Sr/86Sr langsomt og er derfor lav (typisk ) pga. lav Rb/Sr ( DM)

42 Den overordnede forskel i Sr isotop sammensætningen af bjergarter i kontinental skorpen og ocean bunden findes i at kontinentale skorpen med tiden udvikler høj 87/86SR pga Rb/Sr inkompatibilitet i smelten. Oceanbunden som er en relativ ung basalt har et lavere indhold af isotoper. (B) 2014 Grundvands geokemi Grundvands Geokemi Opgaven 1) Redox

43 Fe bliver oxideret S bliver oxideret N bliver reduceret H bliver reduceret. 2) Udregner iobytningsgraden = = = 3) Udregn forvitringsgraden F. Fortolk resultatet kortfattet ifht. hvilke syrer som dominerer opløsningsprocessen. = =

44 = En forvitringsgrad på 1, indikere at mængden af Ca og Mg er i ligevægt med HCO3-. Det vil sige at kulsyre er den eneste syre som deltager i opløsningen af kalk. F>1: Indikerer at andre syrer deltager i opløsninger af kalk. - Svolvsyre ( sur regn eller forvitring af Fes_2 -> Høj SO_4^2- koncentration. - Omsætning af kvælstof ( salpetersyre HNO_3) F<1: Indikerer iobytning eller sulfat reduktion. Således er prøve 1 et tegn på et grundvands magasin der er påvirket af overflade vand og er dermed sårbart. Enten svovlsyre eller omsætning af kvælstof. Prøve 2 er mindre end 1 og indikere en ionbytning eller sulfat reduktion. Prøve 3 er >> end 1 og indikere et meget syre påvirket prøve 4) Hvilke redox forhold gør sig gældende her? Brug her redox vandtyper og begrund dit svar Redoxforhold grafik

45

46 Prøve 1: Lav oxygen, lav nitrat, Jern 4,4 mg/l. Sulfat 39 mg/l. Metan 0. Ud fra disse data, kan prøve 1 ses som svagt reducerende og i jern-sulfat zonen Prøve 2: Lav oxygen, ingen nitrat, jern 0.3, Sulfat 21 mg/l. Metan 1.5. Ud fra det er vi i Metan zonen Prøve 3: Oxygen 8.1. Nitrat 10. Jern 0. Sulfat 21. Metan 0. Oxiderende i iltzone. 5) Hvilken rækkefølge kommer prøverne i. Prøve 3 som er iltzone er øverst. Derefter kommer Prøve 1 i jern-sulfat zonen. Prøve 2 er helt nede i bunden i metan zonen. 6) I mellem hvilke prøver sker den kemiske reaktion nævnt tidligere. Begrund svar. Sker imellem prøve 3 og 1. Jernet bliver oxideret.

47 Tabel B1

48 (A) 2014 Geokemi (Reeksamen fra August) A1 Koncentration, TAS Basalt og Rhyolit magma blandes i forholdet 60:40. Det basaltiske magma indeholder 48 wt% SiO2, 2.9 wt% Na2O, 0.5wt% K2O og det rhyolitiske magma indeholder 75wt% SiO2, 3.6wt% Na2O. 3.5 wt% K2O Hvad er koncentrationen af SiO2, Na2O og K2O i den blandede bjergart? Hvordan klassificeres den blandede bjergart i et TAS diagram? Basaltiske magma: Rhyolitisk magma: = 58.8 wt% SiO2 = 3.18 wt% Na2O = 1.70 wt% K2O Ud fra aflæsning i Tas diagrammet er det en andesite TAS diagram

49 A2 REE - Geokemiske undersøgelser Hvorfor er de sjældne jordarter(lanthaniderne) specielt velegende i geokemiske undersøgelser? Beskriv hvordan sammensætningen af sjældne jordarter i basaltisk magma kan bruges til at belyse kappens sammensætning. Lathaniderne har en forholdsvis stor ion radius og er derfor inkompatibel i smelte. De kan anvendes til at determinere graden af opsmeltning. Kappens sammensætning kan belyses f.eks. ved at finde opkoncenteret La i basaltisk smelte, da denne dannes mest ved partiel opsmeltning af peridotit. A3 Beregn koncentration, fraktionering og kompatibilitet Fordelingskoefficienten for henholdsvis chrom (Cr) og samarium (Sm) imellem klinopyroksen og basalt er : Dklinopyroksen/basalt(Cr)=7; Dklinpyroksen/basalt(Sm)=0.03. Beregn koncentrationen(udtrykt i ppm) af Cr og Sm i klinopyroksen krystaller i ligevægt

50 med basalt der indeholder 400 ppm Cr og 20 ppm Sm. Vis din beregning. Er Cr og Sm kompatible eller inkompatible i klinopyroksen? Hvordan vil koncentrationen af Cr og Sm i basaltsmelten ændres ved fraktionering af klinopyroksen. solve for x = p.p.m solve for x = p.p.m. Da D er over 1 for Cr, er det kompatibelt i CPX Da D er under 1 for Sm, er den inkompatibel i CPX Indeholdet af Cr vil falde i koncentration i smelten når clinopyroksen krystalliseres Indholdet af Sm vil stige i koncentration i smelten når clinopyroksen krystalliseres da det er inkompatibel. Mineral Smelte fordelings koefficient i basalt

51 A4 U-Pb metoden + Concordia

52 Beskriv principperne for radiometrisk datering af bjergarter med U-Pb metoden U-Pb dateringen foregår ved et alpha henfald hvor en alpha partikel frigives ( Helium kerne, altså 2 protoner og 2 neutroner. ). F.eks. 238U -> 206 Pb ( henfaldsserien har 8 alpha og 6 betahenfald. I Concordia diagrammet foregår datering ved at den øvre skæring mellem concordia og discordia giver krystallets alder. Den nedre skæring af concordia og discordia giver blytabet. Kurvens hældningen stiger i takt med henfaldet fra moder til datter isotoper. (B) 2014 Geokemi (Reeksamen fra August) Grundvands Geokemi - Genbrugt samme sæt oven over.