Distribution of Th and U in the Fe-dolomite carbonatite from the Fen REE deposit

En detaljert karakterisering av thorium og uran er presentert basert på 12 prøver tatt fra materiale fra Fensfeltet i Ulefoss, Telemark, Norge. Prøvene ble sortert i tre kategorier og studert, basert på radioaktivitet. Det ble konkludert med at thorium hovedsakelig finnes som thoritt, og det er i noen tilfeller, lave thorium konsentrasjoner langs sjeldne jordarts (REE) mineralkorngrenser. De fleste thoritt kornene er mindre enn 50 µm og ikke større en 200 µm, unntatt en veldig liten fraksjon med avvik som når opptil 400 µm. Thoritt har et bredt spekter med assosiasjoner, men en konsistent høy relasjon til kalsitt, kvarts og ankeritt. Det var betydelig mindre uran i alle prøvene, og det forekom som uranitt og coffinitt. Majoriteten av uranitt og coffinitt kornene var under 25 µm og ikke større enn 100 µm. uranitt og coffinitt kornene er sterkt assosiert med svovelkis, kalsitt og i svakere grad ankeritt. Både thorium og uran viser kun en mulig svak korrelasjon til REE-ene ved lavere thorium, uran og REE konsentrasjoner. Når element konsentrasjonene stiger så synker korrelasjonen. Dette indikerer at det ikke er lite til ingen korrelasjon på høyere konsentrasjoner De lette sjeldne jordartene (LREE) finnes i varierende konsentrasjoner i hver prøve. Lantan, cerium og neodym finnes hovedsakelig i følgende mineraler: parisitt, bastnäsitt, monazitt og synchysite. Mens praseodym og samarium hovedsakelig finnes i kalsitt karbonater, kvarts og apatitt for samarium. Disse mineralene korrelerer med tidligere studier fra området. En rekke metoder ble brukt og viste seg nyttige for å karakterisere de radioaktive mineralene: radioaktiv avlesning på prøveoverflater ga en generell idé om thoriuminnhold, og optisk mikroskopi var brukbart når de radioaktive kornene var av større kornstørrelser. Røntgenfluorescens (XRF) viste seg nyttig for å kvantifisere hvert element, induktivt koblet plasma masse spektrometri (ICP-MS) fungerte også, og det kvantifiserte også flere REE enn XRF. Mikrocomputertomografi (μCT) kan vise seg å være et nyttig verktøy for å se teksturinformasjon i 3D, forutsatt at oppløsningen samsvarer med den generelle kornstørrelsen til de radioaktive mineralene i den analyserte prøven. SEM-basert automatisk mineralogi (AM) var hoved metoden som ble brukt og var kritisk for å kvantifisere kornstørrelse, elementfordeling og assosiasjoner. Metoden fungerer bra når trinnstørrelsen stemmer godt overens med kornstørrelsen, derfor kreves det litt kunnskap om prøven for best resultat