Historia en Español

By Gephen Sadove | PCP PIRE Intern

Editor’s Note: Gephen Sadove is an intern working in the geology department, profiled in last month’s eNewsletter. She is working with Prof. David Foster in the Geology Department at the University of Florida.

My work focuses on U-Th/He isotopic dating in order to better understand the geologic timeframe of exhumation and uplift of the Panama Isthmus above sea level. Zircon (ZrSiO4) is an essential mineral needed to conduct such analysis. Zircon is an accessory mineral found in small amounts in many igneous rocks. Zircon is resistant to weathering, and thus is commonly found in clastic sedimentary rocks. Rare earth elements and radioactive isotopes such as uranium, thorium, and hafnium commonly substitute into the zircons crystal structure. Radioactive decay of these elements may damage the crystal structure and result in the mineral becoming metamict. These trace elements are also what makes zircon ideal for measuring geologic time, given that the aforementioned isotopes decay to their daughter nucleus with a constant half-life. For this project the helium and lead are the daughters of interest.

The following images describe the steps involved in order to separate the zircon from a whole rock sample. First, the whole rock is crushed and ground into fine sand. Next, the magnet in the Frantz machine separates the sand into magnetic and non-magnetic grains (Figure 1). After they are separated, the non-magnetic grains are placed in a separatory funnel (Figure 2) containing TBE (tetrabromoethane). This fairly dense liquid divides the high density grains (i.e. those that sink) and the low density grains (i.e. those that float). Both samples are then left in the fume hood to dry overnight.

The following day, the extracted high density grains undergo a similar chemical process with the use of MeI (methylene iodide is a dense colorless volatile liquid). The desired zircon grains sink in this process. Once the chemical process is complete, the grains are ready to be hand-picked in a petri dish under the microscope.

Zircon is identifiable by its distinctive crystal structure (i.e. tetragonal prismatic and elongated crystal with a dipyramidal termination) and by its characteristic gray, yellow or red brown color.

Por Gephen Sadove | Practicante PCP PIRE

Nota del editor: Gephen Sadove es practicante del Departamento de Geología, cuya reseña apareció en el eNewsletter del mes pasado. Ella trabaja con el Prof. David Foster en el Departamento de Geología de la Universidad de Florida.

Mi trabajo se centra en dataciones isotópicas de U-Th con el fin de comprender mejor el tiempo geológico de exhumación y levantamiento del Istmo Panamá sobre el nivel del mar. El circón (ZrSiO4) es un mineral necesario para llevar a cabo este tipo de análisis. El circón es un mineral accesorio encontrado en pequeñas cantidades en muchas rocas ígneas. El circón es resistente a la intemperie, por lo que se encuentra comúnmente en las rocas sedimentarias clásticas. Las tierras raras e isótopos radiactivos como el uranio, el torio y el hafnio comúnmente sustituyen la estructura cristalina de los circones. La desintegración radiactiva de estos elementos puede dañar la estructura del cristal y resultar en la conversión del mineral en metamicta. Estos oligoelementos hacen también del circón un mineral ideal para medir el tiempo geológico, teniendo en cuenta que los mencionados isótopos decaen en su núcleo hijo a una vida media constante. Para este proyecto, el helio y el plomo son los hijos de interés.

Las siguientes imágenes describen los pasos implicados para separar el circón de una muestra de roca. En primer lugar, toda la roca se muele y pulveriza en arena fina. A continuación, el imán en la máquina Frantz separa la arena en granos magnéticos y no magnéticos (Figura 1). Después de haberlos separado, los granos no magnéticos se colocan en un embudo de separación (Figura 2) que contiene TBE (tetrabromoetano). Este líquido bastante denso divide los granos de alta densidad (es decir, aquellos que se hunden) y los granos de baja densidad (es decir, aquellos que flotan). Ambas muestras se dejan secar durante la noche en la campana extractora.

Al día siguiente, los granos de alta densidad extraídos se someten a un proceso químico similar con el uso de MeI (yoduro de metileno es un denso líquido volátil incoloro). Los granos de circón deseados se hunden en este proceso. Una vez que el proceso químico se completa, los granos están listos para ser recogidos a mano en una placa Petri bajo el microscopio.

El circón es identificable por su distintiva estructura cristalina (es decir cristal tetragonal prismático y alargado con una terminación bipiramidal) y por su característico color gris, amarillo o marrón rojizo.