Select Page

Kristal coklat kemerahan dari mineral radioaktif yang disebut monazite bisa berperan sebagai jam mikroskopik yang memungkinkan ahli geologi untuk menentukan umur formasi batuan yang telah berubah karena aksi fluida temperatur tinggi, sebuah proses yang sering mengarah ke formasi deposit kaya bijih.

Kristal coklat kemerahan dari mineral radioaktif yang disebut monazite bisa berperan sebagai jam mikroskopik yang memungkinkan ahli geologi untuk menentukan umur formasi batuan yang telah berubah karena aksi fluida temperatur tinggi, sebuah proses yang sering mengarah ke formasi deposit kaya bijih.

Itulah yang disimpulkan dari studi yang dilakukan oleh sebuah tim geologi yang dipimpin oleh John C. Ayers, profesor ilmu kebumian dan lingkungan di Vanderbilt University, yang diterbitkan 1 Agustus oleh Journal Geology.

‘Kristal Monazite mengandung thorium, yang radioaktif,’ kata Ayers. ‘Thorium terurai menjadi timbal. Sehingga, dengan mengukur rasio thorium terhadap timbal kita dapat mengukur umur kristal. Apa yang kami tunjukkan adalah monazite melarut dalam fluida bertemperatur tinggi, me-reset jam radioaktifnya, sehingga bisa digunakan untuk menentukan umur area yang berubah karena aktivitas hidrotermal.’

Hal ini penting karena para ahli geologi mengalami kesulitan dalam mendeteksi dan mengkarakterisasi area yang telah dipengaruhi oleh aksi hidrotermal selama bertahun-tahun yang lalu. Fluida ini biasanya telah hilang dan mineral yang ditinggalkannya sulit diidentifikasi dan tidak bisa digunakan untuk menentukan umur kapan berubahnya. Menurut Ayers, kemampuan monazite untuk menentukan umur peristiwa hidrotermal berguna dalam tiga penentuan spesifik:

  1. Kontak aureoles metamorfik . In adalah area sekitar intrusi batuan lelehan yang memadat dibawah permukaan dan disebut plutons. Panas magma yang meningkat memanaskan air di sekitar batuan. Fluida panas tersembur keluar dari intrusi, merubah komposisi kimia dan mineralogi batuan ketika terjadi kontak. Ini adalah proses primer yang menghasilkan deposit bijih.
  2. Zona patahan gempa. Ketika terjadi gempa bumi besar, batuan berkumpul dan fluida dipanaskan hingga temperatur tinggi, sehingga paling tidak sebagian monazite dalam zona patahan telah melarut dan mengkristal kembali. Hasilnya, merek bisa menyediakan umur gempa bumi besar terakhir yang terjadi di patahan.
  3. Daerah tekanan ultratinggi. Ini adalah area geologis ketika benua bertubrukan. Contohnya, Pegunungan Dabie di timur-tengah China yang telah dipelajari Ayers termasuk daerah tekanan ultratinggi yang terbentuk sebagai pelat crustal yang membawa China selatan terdorong ke arah utara ke pelat yang membawa China utara. Di area ini, lempengan crust didorong jauh ke bawah dan diregurgitasi kembali ke atas ke permukaan setelah dirubah oleh temperatur ekstrem dan tekanan di kedalaman. Monazite bisa digunakan untuk menentukan umur batuan yang tak biasa.

Monazite adalah fosfat yang mengandung logam rare earth. Ini membentuk kristal keras dengan warna beragam dari kuning ke cokelat ke jingga-cokelat dan berbagai transparansi dari tembus cahaya ke opaque. Namanya berasal dari bahasa Yunani, mona ‘zein (terkurung) karena biasanya ditemukan dalam kristal terisolasi.

Monazite merupakan bijih yang penting untuk thorium, lanthanum dan cerium dan ditemukan di jejak formasi batuan biasa.

Para ahli geologi telah menggunakan kristal monazite dan zircon untuk menentukan tujuan. Para ahli geologi menggunakan monazite untuk menentukan ribuan formasi batuan di seluruh dunia tiap tahun. Namun, mereka telah mengasumsikan secara umum bahwa monazite, seperti zircon, tidak terpengaruh oleh aktivitas hidrotermal. Sehingga hasil yang baru akan memaksanya untuk menilai kembali interpretasi mereka mengenai arti umur di beberapa area.

Ayers dan rekan-rekannya melaksanakan analisis detail monazite di area Sungai Birch di Pegunungan White di timur California. Area ini mengandung granite pluton yang telah dipelajari luas. Diciptakan oleh intrusi magma sekitar 80 juta tahun lalu, yang mendorong ke lapisan batuan sedimen berumur 500-juta-tahun sebelum memadat.

Mahasiswa master Miranda Loflin menghabiskan hampir sebulan di Sungai Birch untuk mengumpulkan sampel di 22 lokasi sepanjang garis lurus yang disebut transect yang meluas ke luar dari tepi granite pluton. Kembali ke lab, ia dan Ayers menentukan umur sampel. Mereka juga mengambil pengukuran lainnya yang dirancang untuk mendiferensiasi antara kristal pristine dan telah di rekristalisasi oleh aktivitas hidrotermal: komposisi isotop oksigennya. Oksigen terdapat dalam berbagai bentuk yang semuanya memiliki sifat kimia yang sama tapi memiliki berat yang sedikit berbeda. Ini disebut isotop. Ketika mineral terbentuk, mereka mewarisi rasio isotop oksigennya dari fluida sekitarnya. Sehingga para peneliti menggambarkan bahwa butiran monazite ditemukan di umur 500-juta-tahun harus memiliki rasio isotop oksigen yang berbeda dibanding yang larut dalam fluida dan merekristalisasi 80 juta tahun lalu.

Analisis — dilakukan dengan bantuan rekan ahli geologi Vanderbilt, Calvin Miller; Mark D. Barton dari University of Arizona, Tucson; dan Christopher Coath dari University of Bristol, UK — mengkonfirmasi bahwa umur kristal monazite lebih dari setengah km dari intrusi yang disetujui dengan umur 500 juta tahun lapisan sedimentari yang lebih tua dan memiliki rasio isotop oksigen yang berbeda dari kristal dalam granit itu sendiri dan di area setengah km segera mengelilingi pluton.

Sebaliknya, mereka melaporkan bahwa umur dan komposisi isotop kristal dalam setengah km intrusi memiliki umur dan rasio isotop identik dengan yang berada di dalam granit.

Hasilnya mengkonfirmasikan bahwa kristal monazite bisa digunakan untuk mengidentifikasi dan menentukan umur batuan yang telah berubah oleh peristiwa hidrotermal. Mereka bukan hanya menunjukkan jam radioaktif dari partikel di-reset dalam peristiwa tersebut, tapi mungkin untuk mengidentifikasi butir monazite yang telah mengalami perubahan hidrotermal dengan mengukur rasio isotop oksigennya.

Sumber : www.sciencedaily.com

Share This