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Type: TESE
Title: Estudo sobre annealing de traços de fissão em apatitas de diferentes composições químicas e em faces sem orientação cristalográfica preferencial
Title Alternative: Study on the fission-track annealing in apatites with different chemical compositions and randomly oriented crystallographic faces
Author: Moreira, Pedro Augusto Franco Pinheiro
Advisor: Iunes, Pedro Jose
Abstract: Resumo: Nesta tese estudou-se de forma geral sobre o annealing de traços de fissão em apatita, visando principalmente aplicações práticas da Termocronologia por Traços de Fissão. Para isso obteve se um conjunto de dados que possibilitasse que medidas de campo pudessem ser feitas em faces sem orientação cristalográfica preferencial, porque isso permite que seja considerado um número maior de traços fósseis nas "medidas de campo". Neste conjunto o amplo espectro de concentração de cloro encontrado nas apatitas naturais foi refletido, utilizando-se os extremos das concentrações de cloro (0,01 e 5 %), procurando-se incluir apatitas brasileiras. Outra característica marcante do presente conjunto foi à determinação das densidades de traços concomitantemente às medidas de comprimento. Para a escolha dos tratamentos térmicos para a confecção do conjunto, foi desenvolvida uma metodologia baseada em um algoritmo estatístico que foi aplicado a equações cinéticas com dados de annealing já estabelecidos antes dos dados apresentados neste trabalho. Cada amostra deste conjunto de dados de annealing foi submetida a dois ataques químicos diferentes: (1) durante 20 s em 5 M de HNO3 a 20° C e; (2) durante 45 s em 1,5 M de HNO3 a 20° C. Assim, comparou-se os efeitos destes dois ataques químicos em amostras que sofreram diferentes tratamentos térmicos. Os resultados indicaram que os comprimentos de traços encurtados pelo annealing não são influenciados por diferenças na concentração dos ataques padrões. Os tempos ótimos para a realização dos ataques foram estabelecidos através de três curvas de ataques químicos. A partir da interpretação dessas curvas desenvolveu-se um modelo cinético de ataque químico que descreve bem os dados apresentados nesta tese e baseia nos mesmos princípios do modelo cinético de annealing, que foi desenvolvido pelo Grupo de Cronologia da UNICAMP e contou com a colaboração deste autor. Este modelo de annealing foi ajustado aos dados de Carlson et al. (1999) permitindo compará-los com os dados aqui apresentado. No presente trabalho os resultados foram obtidos em faces sem orientação cristalográfica preferencial (onde foram medidos tanto traços-em-traços como traços em fraturas) e os resultados de Carlson et al. (1999) foram obtidos em faces prismáticas (onde foram medidos apenas traços-em-traços). Não houve sistematicidade na posiçao dos pontos obtidos neste trabalho com relação às curvas justadas aos dados de Carlson et al. (1999), porém, apontou uma dispersão relativamente grande deles em relação aos seus respectivos ajustes. Essa dispersão foi atribuída à anisotropia de ataque químico levando-se em conta que em faces cristalográficas sem orientação preferencial existem mais traços que podem ser confundidos com defeitos do que em faces prismáticas. Os resultados de uma forma geral indicam que medidas feitas em faces sem orientação cristalográfica preferencial (com traços-em-traços e traços em fraturas) podem ser consideradas em medidas de campo sem alterar de forma significativa as histórias térmicas, desde que os comprimentos reduzidos sejam maiores que 0,65

Abstract: In this thesis the fission track annealing in apatite was studied in a general way, considering mainly practical applications of Fission Track Termochronology. A data set that allows the use of randomly oriented grains was done, because a greater number of fossil tracks could be considered in the "field measures". Apatites with a broad chlorine spectrum (0.01 and 5%) in their compositions were used and it was included Brazilian apatites. Density measures were determinated together with length ones in this data set. The heat treatments used in this data set was chosen through a methodology was developed based on a statistical algorithm. This algorithm has been applied to kinetic equations fitted for another annealing data set established before the presented one in this work. The data set two was done with two different chemical etching for each sample: (1) for 20 s at 5 M of HNO3 at 20° C and, (2) for 45 s at 1.5 M of HNO3 at 20° C. Thus, it was possible to compare effects of these two etchings in samples which suffered different heat treatments. The results indicated that annealing length data sets are not influenced by differences in the standard chemical concentration of these etchings. The optimal etching times were established through three etching paths. From the interpretation of these paths, it was developed a chemical etching kinetic model that describes well the data presented here. This model is based on the same principles as the annealing kinetic model which was elaborated by the Group of Chronology that counted with the collaboration of the author of this thesis. This annealing model allowed the comparison between the data presented here and the data set by Carlson et al. (1999) through the fit of this model in the set of Carlson. The results of this thesis were obtained in randomly oriented grains where were measured track-in-track and track-in-cleavage and results of Carlson et al. (1999) were obtained in prismatic faces in which were measured only track-in-track. The comparison between the results showed that there is no tendency in position of the points obtained from this work. However, there is a dispersion of them in relation to their respective fits relatively large. This dispersion has been attributed to etching anisotropy taking into account that tracks in randomly oriented grains can be easier confused with defects than in prismatic faces. The results in general show that measures made in randomly oriented grains (with track- in-track and track-in-cleavage) may be considered field measures without changing the thermal histories in significant way, provided that the reduced lengths are greater than 0.65
Subject: Traços de fissão
Apatita
Annealing
Conjunto de dados
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2008
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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