Spektroskopia Mssbauera 57 Fe w badaniach paleorodowiskowych warunkw

Spektroskopia Mössbauera 57 Fe w badaniach paleośrodowiskowych warunków redox na przykładzie dewońskiego kryzysu Hangenberg A. Błachowski 1, J. Gatlik 1, K. Komędera 1, M. Rakociński 2, A. Pisarzowska 2 1 Laboratorium Spektroskopii Mössbauerowskiej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny, Kraków, Polska 2 Katedra Paleontologii i Stratygrafii, Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, Sosnowiec, Polska -----------------------------------------------------------------------------------------------------

Marine extinction intensity (%) The end-Devonian Hangenberg Event Ma

KOWALA QUARRY L. Marynowski, M. Zatoń, M. Rakociński, et al. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (2012)

Geochemical facies of marine environments based on the behavior of iron in various sedimentary conditions Facies Mineral Redox conditions hydrogen-sulphide Fe 2+(S) pyrite Fe. S 2 strongly reducing siderite Fe 2+(C) (Ca, Fe)CO 3 -like carbonate reducing chamosite Fe 2+(Si) aluminosilicate with Fe 2+ > Fe 3+ lack of free O 2 and CO 2 glauconite Fe 3+(Si) aluminosilicate with Fe 3+ > Fe 2+ small excess of free O 2 oxidizing Fe 3+(O) hematite Fe 2 O 3 significant excess of free O 2 Geochemical facies vs. Eh-p. H redox conditions Facies Iron < Eh > [V] hydrogen-sulphide Fe 2+(S) -1. 5 siderite Fe 2+(C) -1. 0 chamosite Fe 2+(Si) -0. 5 glauconite Fe 3+(Si) 0 oxidizing Fe 3+(O) +1. 0

Mössbauer Spectroscopy -ray energy is modulated by the Doppler effect due to the source motion vs. absorber (sample) Source (e. g. 57 Co/Rh) – v + v Absorber (57 Fe) Detector 1 mm/s 48 ne. V

57 Fe Fe 2+(S) Mössbauer spectra (at RT) of common iron minerals Fe 2+(C) Fe 2+(Si) Fe 3+(O) Fe 3+(Si)

57 Fe Mössbauer spectra at 80 K

Fe 2+(S) Fe 2+(Si) Fe 3+(O) Facies Iron < Eh > [V] hydrogen-sulphide Fe 2+(S) -1. 5 siderite Fe 2+(C) -1. 0 chamosite Fe 2+(Si) -0. 5 glauconite Fe 3+(Si) 0 oxidizing Fe 3+(O) +1. 0

Eh redox conditions strongly reducing oxidizing

Podsumowanie Stosując metodę spektroskopii Mössbauera 57 Fe wyznaczono względny rozkład atomów żelaza na minerały typu (siarczki Fe 2+(S) , glinokrzemiany Fe 2+(Si)/Fe 3+(Si) i tlenki Fe 3+(O)) występujące w skałach osadowych reprezentujących okres dewońskiego kryzysu Hangenberg. Na bazie modelu facji geochemicznych obliczono średni potencjał redox Eh i potwierdzono silne warunki beztlenowe panujące w tym okresie masowego wymierania. ----------------------------------------------------------------- Laboratorium Spektroskopii Mössbauerowskiej Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny, Kraków artur. blachowski@up. krakow. pl