Isolering av kvartskorn for optisk stimulert luminescens (OSL) datering av kvartære sedimenter for paleomiljøforskning

Denne protokollen er, ble utviklet for å isolere kvartskorn for OSL datering. Disse prosedyrene ble utviklet i løpet av de siste 20 årene. Dette er ikke en statisk protokoll, men vi tar gjerne imot tillegg, forslag og forbedringer.

Dette bidraget inkluderer detaljprotokoller for bruk av bilder og Raman-teknologi for å isolere kvartsfraksjoner for luminescensdatering. Disse protokollene er designet for forskjellige applikasjoner. Forskerne bør ta passende kjerner for å skille fraksjon av sedimenter og for å kunne isolere kvarts for OSL-applikasjoner.

For å begynne, åpne, beskrive og tolke sedimentkjerner. Evaluer variasjonen og sedimentologiske egenskaper, for eksempel partikkelstørrelsesendringer, sedimentære og diagenetiske strukturer, sengetøy, hvis synlig, Munsell-farger, grunnlaget for enhetsgrenser, og identifiser sekvensene av lag. Overfør kjerneseksjonene til luminescenslaboratoriet for å prøve for OSL-datering og sikre lysforhold.

For å samle OSL-prøven, bruk en slikkepott for å score en sirkel på to centimeter i diameter fra midtpunktet på kjerneflaten for å definere prøvetakingsområdet. Skrap av den øverste centimeter av lyseksponert sediment med en verktøykniv, og legg sedimentet i en merket keramisk fordampningsfat. Bruk denne tørkede sedimentprøven til doseberegninger.

Trekk ut 10 til 30 gram av det lysskjermede sedimentet med en slikkepott fra det sirkulære, scorede, sentrale området av kjernen, og legg det i et merket 250 milliliter polyetylenbeger for luminescensdatering. Etter pulverisering og homogenisering av den tørkede prøven, fjern det organiske materialet ved sakte å tilsette 30 ml 25% hydrogenperoksid til 30 til 60 gram av sedimentet i et 250 milliliter polyetylenbeger. Rør deretter godt med en glassstang for å lette reaksjonen.

For å fjerne kalsiumkarbonat og magnesiumkarbonat fra sedimentet, tilsett sakte mindre enn en milliliter 15% saltsyre til sedimentet, og vurder brusene. Tilsett deretter opptil 30 ml saltsyre for hvert femte gram sediment, og rør godt med en glassstang for å lette fullføringen av reaksjonen. Tilsett mer saltsyre om nødvendig til bruseproduksjonen stopper, og hold blandingen inne i avtrekksviften i minst 12 timer.

For å fjerne magnetkornene i en vannbasert løsning, plasser sedimentet i et 250 milliliter glassbeger som inneholder ca. 100 ml 0, 3% natriumpyrofosfatoppløsning, og rør grundig til sedimentet er godt disaggregert. Rør blandingen på en magnetisk røre utstyrt med en kokeplate ved 8.000 o / min i fem minutter ved omgivelsestemperatur. Etter å ha fjernet magnetstengene, gni stengene med en klut eller en annen magnet for å skille de tiltrukket magnetiske kornene.

Deretter returnerer magnatet til blandingen, og gjenta til ingen magnetiske mineraler er gjenfunnet. For å skille ønsket sandfraksjon, for eksempel 150 til 250 mikron, tilsett ca. 100 milliliter 0, 3% natriumpyrofosfatoppløsning til en 250 milliliter beger som inneholder det ikke-magnetiske sedimentet, og rør grundig med en glassstang for å lette partikkeldispersjonen. Plasser den monterte sirkulære siktføringen tett med innrammet netting, etterfulgt av å sette et en-liters beger med en 250 mikrometer maskeføring.

Skill sedimentet i to størrelser: større og mindre enn 150 mikron. Oppbevar prøvene mindre enn 150 mikron, og fortsett å skille partiklene større enn 150 mikron for å oppnå målområdet 150 til 250 mikron. Hell sakte den dispergerte sedimentblandingen over 250 mikrometernettet mens du roterer blandingen manuelt.

Sedimentet av partikler mindre enn 250 mikron tilsvarer målstørrelsen på 150 til 250 mikron. Arkiver sedimentet som er igjen på nettet som er større enn 250 mikron, og tørk over natten for mulig fremtidig analyse. Når sedimentet er separert i ønsket størrelse, tilsett 70 til 80 ml tung væske til den tørkede sedimentfraksjonen.

Etter blanding, hell blandingen i en merket 100 milliliter gradert sylinder, og dekk toppen av sylinderen med et voksforseglingsmiddel for å unngå fordampning. Plasser sylinderen inne i en avtrekkshette for å forbli uforstyrret og skjermet mot lys, og la prøven skille seg i to markant forskjellige soner i minst en time. De høyere flytende, lettere mineralene er ofte beriket i K-feltspat og natriumrike plagioklaser, og de lavere, tyngre kornene er rike på kvarts og andre tyngre mineraler.

Deretter lar du de to forskjellige, separerte sedimentene tørke. Bruk sedimentet lettere enn 2,6 gram per kubikkcentimeter for fremtidige analyser og det tyngre sedimentet for videre separasjon med tung væske ved 2,7 gram per kubikkcentimeter. Gjenta separasjonsprosessen som vist tidligere.

Oppbevar det tyngre sedimentet og fortsett med syrefordøyelsen for den lettere fraksjonen. Deretter, iført et passende PPE-sett, plasser et 250 milliliter, kraftig polypropylenbeger som inneholder prøven inne i avtrekkshetten. Etter å ha senket rammen, tilsett 20 ml flussyre til begeret med pumpetrinn for hvert annet gram kvarts, og dekk begeret med vokspapirforseglingsmiddel.

Etter 80 minutter med flussyrefordøyelse, vask prøvene med det ioniserte vannet og senk de ufordøyd mineralkornene i konsentrert saltsyre. Bruk PPE-settet, plasser begeret som inneholder prøven i avtrekkshetten, etterfulgt av tilsetning av saltsyre, og forsegle begeret som vist tidligere. Bruk en dissekeringsnål til å plassere 200 til 400 mineralkorn på et glassglass, og inspiser under et 10 ganger eller 20 ganger kikkert- eller PETRA-skopisk mikroskop for å identifisere kornmineraler.

Kvantifiser prosentandelen kvartskorn ved punkttelling, og registrer mineralogi av 100 individuelle korn. Og hvis en subsample viser større enn 1% ikke-kvartsmineraler, eller er et uønsket materiale med høy fotonutgang, eller forblir uidentifisert, kø prøven for Raman-spektroskopi. For Raman-spektroskopi, plasser prøven i spektrofotometeret.

Bruk en blå stråle med en bredde på fem mikrometer og 100 kornpunkttellinger for å vurdere kvartsens prosentvise renhet. Identifiser de ukjente kornmineralene, og analyser dem for å finne kvarts. For å vurdere kvarts renhetsspektra ved infrarød stimulering, rist kornene på en sirkulær aluminiumskive for å forberede fem ultra-små aliquots av kvarts.

Legg platen på en prøvekarusell for stimulering med infrarød LED. Sammenlign de oppnådde spektrene med spektrene oppnådd ved blålyseksitasjon som er fortrinnsrett for kvarts. Kjerneseksjonene med hvit sand og Mongolia ble behandlet i den nåværende studien.

Prøven fra hvit sand inneholder sulfater, hovedsakelig gips, halogenider og svært lite kvarts. Prosessprøven viste en egen fraksjon som for det meste inneholder kvarts. Imidlertid ble tilstedeværelsen av noen rester av gips oppdaget av Raman-spektroskopien.

Det infrarøde blå forholdet var 9%, noe som bekrefter at videre behandling av prøven er nødvendig. Den mongolske prøven er veldig rik på felsic feltspat, hovedsakelig K-feldspar. Etter rengjøringsprosedyrene ble rikelig kvarts isolert, noe som ga et tilfredsstillende infrarødt blått forhold på 3,7% Det raske forholdet i tre prøver som representerte forskjellige grader av kvartsfraksjonsrenhet ble sammenlignet.

Den raske komponenten i en uberørt eolisk prøve fra Red var 72. En prøve med ufullstendig kvarts og plagioklaser representerte at L2- og L3-komponentene var en signifikant prosent av L1-komponenten. I motsetning til dette hadde en nedglanskurve for feltspatkvarts en dominerende mediumkomponent L2. Å velge riktig prøve er viktig for å få de beste datingresultatene.

Det er viktig at prøven har tett stratigrafisk kontekst, den forblir ulyseksponert før prepareringslaboratoriet, og det er nok partikkelstørrelse av kvarts for effektiv datering.