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1 Department of Geological Sciences, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan S7N 5E2, Canada
2 Illinois EPR Research Center, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801, USA
E-mail address: yuanming.pan{at}usask.ca
Des monocristaux de quartz prélevés dans des cavités, et dans un cas avec recuit à 400°C, le long d’une fracture dans le grès formant le toit du gisement d’uranium de McArthur River, dans le bassin paléoprotérozoïque d’Athabasca, dans le nord de la Saskatchewan, ont été étudiés par résonance paramagnétique des électrons dans la bande X à température ambiante et à 110 K. Les spectres EPR obtenus sur monocristaux nous permettent de distinguer huit défauts paramagnétiques, dont sept étaient déjà connus et un centre est nouveau. La plupart de ces centres ont été découverts dans des cristaux irradiés artificiellement. Quelques-uns seulement ont été mentionnés comme possibilités dans les spectres EPR prélevés sur le quartz naturel pulvérisé. On les identifie clairement ici dans nos échantillons comme résultats de la radiation naturelle. Le nouveau centre ressemble, dans ses valeurs du facteur g principal, au radical ozonide (O3–), connu déjà dans plusieurs minéraux et composés synthétiques, et caratérisé par l’orientation de l’axe de g maximum et g minimum à peu près parallèle aux deux arêtes O–O du quasi-tétraèdre SiO4 dans la structure du quartz. Cette géométrie est aussi compatible avec un radical ozonide formé aux dépens d’une lacune dans le site Si. Les largeurs de lignes observées de ce nouveau radical varient de 0.087 à 0.257 mT; elles sont attribuables à la subdivision non résolue de sites ou de structures hyperfines. Ce nouveau radical se distingue du radical ozonide décrit antérieurement dans le quartz citrine, qui est attribuable à la présence d’une composante mineure d’une structure hyperfine due au 27Al. Le nouveau radical ozonide résulterait probablement de liaisons avec un atome de Si dans un tétraèdre adjacent, et présenterait donc un cas général dans le quartz, tandis que dans le cas du radical ozonide décrit antérieurement, la liaison implique un atome de Al avoisinant, dans le quartz enrichi en Al. Les défauts dus à la radiation naturelle dans la quartz des cavités serait due à la présence d’uranium dans les assemblages minéralisés, ou aux fluides hydrothermaux tardifs.
(Traduit par la Rédaction)
Mots-clés: quartz, monocristaux, résonance paramagnétique des électrons, uranium, défauts naturels dus à la radiation, lacunes dans le site Si, radical ozonide, bassin d’Athabasca, Saskatchewan.
This article has been cited by other articles:
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  Y. Pan, M. J. Nilges, and R. I. Mashkovtsev Radiation-induced defects in quartz: a multifrequency EPR study and DFT modelling of new peroxy radicals Mineralogical Magazine, November 13, 2009; 73(4): 519 - 535. [Abstract] [Full Text] [PDF]
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