Analisi geochimiche su sedimenti

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Paolina Manca
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1 Analisi geochimiche su sedimenti

2 Al 2 O 3 K 2 O Rb, Li, Cs (ppm) Diminuzione della granulometria Diminuzione della granulometria Diminuzione della granulometria Al 2 O 3 Correlazioni che si osservano generalmente in sedimenti silicoclastici K 2 O Al 2 O 3 (K 2 O) Se l alluminiio correla anche con il magnesio (e con il ferro) cosa potrebbe significare? MgO (FeO) Se molti elementi metallici come Ni, Co, Cr, V, Cd correlano con alluminio e potassio cosa significa?

3 Se il calcio fosse contenuto in minerali silicatici, es. il plagioclasio, dovreste aspettarvi una correlazione fra CaO, Al 2 O 3 e Na 2 O. Una totale mancanza di correlazione fra CaO e gli altri elementi maggiori indica invece che il CaO è contenuto principalmente in calcite. In questo caso si dovrebbero osservare pero buone correlazioni fra CaO ed altri elementi (in tracce) del secondo gruppo della tavola periodica che possono vicariare il CaO, e una buona correlazione fra CaO e CO 2 (parametro ottenibile con una calcimetria) CaO CaO Sr, Ba (ppm) CO 2 Se il Ferro non correla con gli altri elementi maggiori (es.: silice, alluminio, alcali) probabilmente significa che è concentrato in una fase propria come un ossido o un idrossido. In questo caso dovrebbe mostrare correlazioni con elementi che lo possono vicariare come il Manganese (e in alcuni casi elementi come l arsenico). FeO tot MnO Lo zolfo, invece può correlare con elementi metallici (calcofili) o con elementi alcalino terrosi come il calcio a seconda se nel sedimento sono presenti solfuri o solfati Se sono presenti solfuri FeO, Cu, Zn, Pb Se sono presenti solfati FeO, Cu, Zn, Pb S S

4 Clorite Caolinite Illite Quarzo Calcite k Feld Plagioclasio Argilla Sabbia 33% Clorite 6% Qz 33% Caolinite 3% K feld 33% Illite 1% calcite SiO TiO Al2O Fe2O FeO MnO MgO CaO Na2O K2O LOI

5 Studi geochimici sui sedimenti possono fornire markers stratigrafici

6 Studio geochimico fatto sui sedimenti dell area Ferrarase

7 Caratterizzazione granulometrica attraverso diffrazione a raggi X (XRD) Caratterizzazione mineralogica Analisi termo-gravimetrica

8 Analisi chimica attraverso fluorescenza a Raggi X (XRF) Interpretazione dei dati attraverso diagrammi di variazione

9 Le analisi XRF ed XRD individuano nell area due popolazioni di sedimenti, ad alto e basso tenore di Cr (Ni, Co) rispettivamente. Valori degli elementi in traccia riportati in uno spiderdiagram nei quali le composizioni dei campioni oggetto di studio sono normalizzate rispetto alla composizione degli attuali sedimenti del Po. Tale approccio di studio rivela che la popolazione High-Cr ha una composizione compatibile con le alluvioni attuali del Po Mentre i campioni Low-Cr hanno un altra provenienza (evidentemente rappresentano le alluvioni di fiumi Appenninici come il Reno)

11 Al fine di confrontare il chimismo di sedimenti provenienti da posti diversi bisogna riferire le analisi chimiche a specifiche frazioni granulometriche. Quando ciò non è possibile è consigliabile normalizzare ogni parametro per un fattore fortemente influenzato dalla granulometria. Per esempio è consigliabile normalizzare rispetto all alluminio...

12 L interpretazione dei dati geochimici ottenuti è risultata più chiara quando i risultati analitici sono stati georerenziati

La preparazione di opportune carte geochimiche ha infatti evidenziato che alti valori degli elementi metallici caratterizzano esclusivamente i sedimenti fini

13 La preparazione di opportune carte geochimiche ha infatti evidenziato che alti valori degli elementi metallici caratterizzano esclusivamente i sedimenti fini portati nell area dal fiume Po. Sedimenti di provenienza apenninica (portati nella zona dal fiume Reno) sono contraddistinti da tenori più bassi degli elementi metallici.

14 La preparazione di opportune carte geochimiche ha infatti evidenziato che alti valori degli elementi metallici caratterizzano esclusivamente i sedimenti fini portati nell area dal fiume Po. Sedimenti di provenienza apenninica (portati nella zona dal fiume Reno) sono contraddistinti da tenori più bassi degli elementi metallici.

15 2 STUDY AREA Milano Roma Tuscany Larderello geothermal field Pisa Livorno Firenze Grosseto Tyrrhenian Sea Tyrrhenian Sea Pre-quaternary rocks Pleistocene sediments Holocene sediments Piombino UCP LCP Campiglia Marittima Suvereto Venturina Tyrrhenian Sea Cornia River 4 km Tyrrhenian Sea UCP LCP Clay Gravel Conglomerate Pre-Quaternary Rocks

16 CaO SiO Composizione chimica dei sedimenti della Val di Cornia LCP (Franciana) UCP (La Gera) 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1, ,9,8,7,6,5,4,3,2, K 2 O TiO 2 Rb V Co Al 2 O 3 16 B Cr Zn Al 2 O 3

17 Composizione chimica dei sedimenti della Val di Cornia CIA Questo diagramma proposto da Herron può dare indicazioni inerenti alla granulometria e alla composizione mineralogica 1.5 log (Fe 2 O 3 /K 2 O) 1 Fe-Shale Fe-Sand.5 Shale Whake Litharenite Sub-litharenite Quartz-arenite -1 Arkose Subarkose log (SiO 2 /Al 2 O 3 ) Al 2 O 3 Kaolinite, chlorite 75 smectite illite muscovite biotite 5 plagioclase UPPER CRUST K-feldspar 25 amphibole clinopyroxene CaO* + Na 2 O K 2 O Questo diagramma può dare un idea complementare della mineralogia di un sedimento

18 Depth (m) B/Al 2 O 3 Sb/Al 2 O As Composizione chimica dei sedimenti della Val di Cornia: variazione di alcuni parametri con la profondità

19 Composizione chimica dei sedimenti della Val di Cornia 1 C i /Al 2 O 3 Cornia sediments / C i /Al 2 O 3 average shale 1 LCP 1,1 Arno sediments Cs Rb K Li Ba Sr Y La Ce Zr Ti P B Ni Co V Cr Mn Pb Bi Ag Cu Zn Sb As 1 C i /Al 2 O 3 Cornia sediments / C i /Al 2 O 3 average shale 1 UCP 1,1 Arno sediments Cs Rb K Li Ba Sr Y La Ce Zr Ti P B Ni Co V Cr Mn Pb Bi Ag Cu Zn Sb As Lithophile elements Siderophile elements Calcophile elements Spiderdiagrams in cui le concentrazioni dei sedimenti oggetto di studio sono confrontati (normalizzati) con altri sedimenti standards

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