Förslag på examensarbetsprojekt 15 hp - Geologi

ProjektförslagExamensarbete VT-201315 hpGEOL01Kursansvarig lärare: Vivi Vajdavivi.vajda@geol.lu.se

2. Monazit i Obbhult-komplexet: en pilotstudieHandledare: Charlotte Möller Biträdande handledare: Leif JohanssonMonazit (REE(PO4)) är ett accessoriskt, LREE-rikt fosfatmineral som bildas framför allt imetamorfa sedimentära bergarter. Monazit har beskrivits som en ”petrologic tape recorder”.Mineralet är lämpat för datering av högtemperatur-metamorfos eftersom U-Pb systemet imonazit har en blockeringstemperatur > 800 °C. Det förekommer i många fall som komplexakristaller, där dess olika delar har vuxit under en följd av metamorfa reaktioner - ett resultat avberggrundens PT-utveckling (tryck och temperatur) samt påverkan av fluider ochdeformation. Den kemiska sammansättningen av monazit, i synnerhet vissa spårelement,avspeglar de metamorfa reaktionerna och den fluida fas som var närvarande vidmetamorfosen.Monazit förekommer i ett högmetamorft komplex av basiska och suprakrustala bergarter avokänt ursprung i Obbhult i Halland. I Obbhultkomplexet finns en unik förekomst för Sverigeav mycket högtemperaturmetamorfa bergarter med bl.a. bildning av ortopyroxen + safirin.Berggrundens historia är polymetamorf: datering av zirkon (opubl.) visar att den hargenomgått både Hallandisk (c. 1.4 Ga) och Svekonorwegisk (0.98 Ga) metamorfos. Detnuvarande mineralsällskapet återspeglar högst sannolikt förhållandena under den senaste(Svekonorwegiska) utvecklingen, men förhållandena under den Hallandiska och denSvekonorwegiska metamorfosen är ännu inte klarlagda. Monazit är ett hittills outforskatmineral i Obbhult-komplexet, och förväntas ge viktig information om berggrundensmetamorfa utveckling.Huvudreferens:Michael L. Williams, Michael J. Jercinovic, and Callum J. Hetherington, 2007: Microprobe MonaziteGeochronology: Understanding Geologic Processes by Integrating Composition and Chronology.Annual Review of Earth and Planetary Sciences Vol. 35: 137–175Frågeställningar:• Hur har monazit bildats i bergarterna i Obbhult-komplexet? Vilken information ges avtexturer och övriga mineral i bergarten?• Är monazitkristallerna komplexa, och i så fall, vad består komplexiteten av?• Kan vi få vidare information om berggrundens utveckling genom kemisk analys avmonazitkristallerna?Uppgiften innefattar:• Kort litteraturstudie om monazit i metamorfa bergarter• Inventering av monazit och dess texturella relationer, i ett par utvalda tunnslip av bergarterfrån Obbhult, med hjälp av polarisationsmikroskopi och elekronmikroskopi.• Tolkning (jfr. frågeställningarna ovan)Krav: Godkänd kurs GEOB03 + intresse för mineralogi och petrologi

3. Pyrit ett mineral med stor betydelse för miljönInriktning: mineralogi, miljögeologi, medicinsk geologiHandledare: Leif JohanssonBakgrund: Pyrit (FeS2) är ett vanligt förekommande mineral. Det kan innehålla en rad olikatungmetaller som alla är negativa för miljön. Huvuddelar i kandidatarbetet är en mineralogiskpresentation av mineralet, dess förekomst, hur det kan bildas, hur det kan påverka miljön. Detär också möjligt att ta upp medicinsk-geologiska aspekter på de tungmetaller som ofta ärassocierade med pyritDetta är till största delen en litteraturbaserad studie men vi kan gärna genomföra röntgenfluorescensanalyser av pyrit från olika miljöer.Arbetet skrivs helst på svenska4. Asbest ett livsfarligt mineralInriktning: mineralogi, medicinsk geologiHandledare: Leif JohanssonBakgrund: Asbest är egentligen ett samlingsnamn för en grupp mineral som i huvudsak äramfiboler. Deras farlighet är sedan länge välkänd. I detta kandidatarbete kan man ta uppmineralogin för olika typer av asbest, hur bildas asbest, var förekommer asbest, producerasasbest idag i så fall var , användningsområden, hälsoaspekter som varför är asbest farligt, kanman skydda sig, varför drabbas rökare värst, m.m.Detta är till största delen en litteraturbaserad studie men vi kan lägga till en skanningelektronmikroskopiskundersökning av asbest från VärmlandArbetet skrivs helst på svenska5. Gastric contents of mosasaurs and other extinct marine reptilesSupervisors: Eriksson, M., Lindgren, J.The project which forms the basis for this BSc thesis is to analyze a collection of bones andnodules, representing presumed gastric content from a juvenile or sub-adult mosasaurcollected from the Campanian (Upper Cretaceous) of Arkansas, USA. In addition to thespecimen-based part of this thesis, the project will involve a literature-based review focusingon the diet, digestive system and efficiency of Mesozoic marine reptiles in general andmosasaurs in particular.Language: English or Swedish

10. Den mellankambriska ”oelandicuskiffern” i Skandinavien – trilobiter, utbredning,mäktigheter och faciestyperHandledare: Per AhlbergBakgrund: ”Oelandicusskiffern” är en grå, mörkgrå eller grågrön, finkornig slam- ellersiltsten som utgör den understa delen av mellankambrium i Skandinavien. Den bildades i ettvidsträckt grundhav och finns bl.a. på Öland, i Västergötland, Närke, Östergötland, Närke ochJämtland. Den är rik på fossil, särskilt trilobiter, vilka ligger till grund för en biostratigrafiskindelning. ”Oelandicusskiffern” är relativt dåligt exponerad men har beskrivits från ett flertalborrkärnor. Mäktigheterna varierar starkt och inom vissa områden brukar den undre delensaknas.Arbetsuppgifter och målsättning: Projektet ska beskriva och dokumentera denmellankambriska ”oelandicusskifferns” utbredning, mäktigheter, faciesvariationer ochfossilinnehåll i Skandinavien. Vidare ska dess avsättningsmiljö och bildning samtpaleogeografiska aspekter diskuteras.Metodik: Projektet kommer i hög grad att baseras på litteraturstudier men även på befintligtmaterial från borrkärnor från Gotland och Öland, eventuellt också på insamlat material frånNärke. Fotografering av borrkärnor och trilobiter ska göras, liksom identifiering av trilobiteroch deras utbredning i lagerföljden.Tidsplan:2/4 – 5/4 Föreläsningar om vetenskapligt skrivande, forskningsetik m.m.Vecka 15Vecka 16Vecka 17Vecka 18Vecka 19Vecka 20Vecka 21Litteratursökning, läsning av artiklarDokumentation av borrkärna och annat materialDokumentation av borrkärna och annat materialRapportskrivning och bildredigeringRapportskrivning och bildredigeringRapportskrivning och bildredigeringRapportskrivning och bildredigeringVecka 22Vecka 23Vecka 24Kostnadsberäkning: Projektet kan utföras utan egentliga kostnader.

11. Åldersbestämning av Krankesjöns ytsediment med hjälp av flygaska – provtagning ifält och mikroskoperingHandledare: Dan Hammarlund, Linda Randsalu WendrupInriktning: kvartärgeologiBakgrundInom ramen för ett doktorandprojekt försöker vi klarlägga varför vattnet i den näringsrikaKrankesjön utanför Lund skiftar mellan grumligt och klart över perioder på tiotals år. Dessaförändringar (olika stabila jämviktslägen) har omfattande ekologiska konsekvenser i form avdirekt och indirekt påverkan på näringsbalans, vattenvegetation, fiskpopulationer och fågelliv.Projektet baseras på en mängd biostratigrafiska och geokemiska analyser avsedimentlagerföljder från sjön. En av målsättningarna är att klargöra om den dynamik som harregistrerats genom observationer under de senaste ca 50 åren har någon motsvarighet underlängre perioder, hundratals till tusentals år tillbaka, baserat på analys av sedimenten. För attstratigrafiska data ska kunna tolkas korrekt krävs noggranna åldersbestämningar avsedimenten, och kol-14-dateringar måste kompletteras med andra metoder i de ytligastesedimentlagren. En sådan dateringsmetod baseras på analys av flygaskepartiklar som bevarasväl i sjösediment. Kolhaltiga flygaskepartiklar (Sphaeroidal Carbonaceous Particles, SCP) kananvändas som indikatorer på nedfall av luftföroreningar från förbränning av kol och olja ihögtemperaturanläggningar sedan den industriella revolutionen (ca 1850). Metoden bygger påatt nedfallet från luften av SCP har varierat avsevärt över tiden enligt ett väl dokumenteratmönster som är likformigt över stora områden. Det skedde en markant ökning av nedfalletunder 1950-talet och depositionen kulminerade i början av 1970-talet för att sedan minska tillföljd av förbättrad förbränning och avgasrening.Arbetsuppgift: Ytliga sedimentlagerföljder från Krankesjön kommer att provtas från båt under våren2012. Lagerföljderna delas upp i 0,5 cm tjocka skikt i fält och proverna prepareras därefter ilaboratoriet. Mängden flygaskepartiklar kvantifieras genom räkning i mikroskop, och resultatenjämförs med kända trender. Målsättningen är att åldersbestämma ytsedimenten, uppskattavariationer i sedimentationshastighet under de senaste 100-150 åren och bedöma hur passhomogena dessa variationer är i Krankesjön. Material från de åldersbestämdasedimentlagerföljderna kan därefter användas till andra analyser för att klarlägga olika biologiska ochkemiska förändringar i sjön under historisk tid.Följande moment kommer att ingå i uppgiften (ungefärlig tidsåtgång angiven):• Inledande teori (

12. Terrestrial paleoenvironments characterization at the Cretaceous – Paleogeneboundary.Supervisor: Antoine BercoviciThe Cretaceous – Paleogène correspond to one of the five mass extinction events in earthhistory, and is associated to the disappearance of the non-avian dinosaurs. The project aims atcharacterizing the depositional settings of the local environment across this event. Rocksamples from a new Cretaceous – Paleogene boundary sedimentary section excavated inNorth Dakota (USA) will be analyzed using X-ray fluorescence (XRF) in order to describethe chemical composition in major elements and its variation. The goal of the project will beto identify what type of environment and depositional conditions are associated with eachdifferent rock unit and to get familiarized with XRF analysisTo be written in English13-14. Hydrogeologisk undersökning/kartering (max 2 arbeten)Handledare: Charlotte Sparrenbom (Intern) /Gustafsson/Dahlqvist (externa)(Titel, dvs. område och omfattning bestäms i samråd med Mattias Gustafsson) SGIObservera att körkort krävs för att kunna utföra detta exjobb!15-16. Miljögeologi (max 2 arbeten)Intern handledare: Per Sandgren.Studenten föreslår ett projekt i samråd med extern handledare (tex. SGU, länsstyrelse,konsultföretag eller liknande). Per Sandgren ställer upp som intern handledare17. Eolisk aktivitet i Sverige: en översiktHandledare: Helena AlexandersonVad vet vi om förekomsten och bildningen av flygsand i Sverige, och vad behöver vi veta?Flygsand förekommer fläckvis på många ställen i Sverige, men ingen översiktligsammanställning finns trots att flygsandens förekomst kan ha stor betydelse för landskapet(t.ex. biodiversitet, markanvändning) och är av intresse för rekonstruktion avlandskapsutveckling och miljöhistoria. Litteraturstudier.

18. Investigating the possibility of a size-related effect in Mg/Ca analysis of calcitemicrofossils.Main advisor: Helena FilipssonContact details Helena.filipsson@geol.lu.seMg/Ca palaeothermometry is nowadays a standard way of reconstructing past sea watertemperatures. Both planktonic and benthic foraminifera are routinely measured with respect toMg/Ca using a range of different methods. However, recently we have discovered thepossibility of an ontogenetic related bias in the Mg/Ca measurements, this means that theMg/Ca signal will differ depending on the age, thereby on size, of the analysed foraminifera.This could potentially have large consequences for the accuracy for temperaturereconstructions. The purpose of this Bachelor/Master project is to investigate this potentialsize effect in great detail using foraminifera sampled in the Gullmar Fjord and Kattegat.The project involves picking benthic foraminifera in narrow constrained size-classes andanalyse them using an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES)at the University of Bremen, Germany in collaboration with Jeroen Groeneveld who will alsobe assistant supervisor.This project fits a highly motivated student who is interested in marine geochemistry andmarine micropaleontology, and who enjoys microscope work and has an eye for detail. Thestudent must be available for a week long trip to Germany and write the thesis in English.19. Sedimentologisk terminologiquizHandledare: Helena Alexanderson & Mikael CalnerFräscha upp dina kunskaper i sedimentologi genom att utveckla en quiz/frågedatabas somsedimentologistudenter (t.ex. på GEOB04) kan använda för att träna och testa sinsedimentologiska terminologi. Vilka termer är viktiga och vad betyder de? Litteraturstudieroch quizutveckling, gärna online-quiz.20. Evaluation of the quality and the potential of 10Be in lake sediments as a solar proxyHandledare: Raimund MuschelerMethod:This project would be a literature study that also includes some own assessment and analysisbased on the published data.Description10Be in ice cores has been used to reconstruct past changes in solar activity. 10Be in lakesediments is a more complicated system since sediments not only record the atmospheric10Be input but also the influx of 10Be from the catchment.Recently, however, there have been several publications that show that 10Be in lakesediments can be a very useful tool for reconstructing solar and geomagnetic activity possiblyhaving the potential to extend the range of solar activity reconstructions back in time.The aim of this project is to review the publications on 10Be measurements in lake sedimentsand to evaluate what factors are favorable for the presence of production related changes inlake 10Be records.

21. The use of peat decomposition as a palaeoenvironmental proxy: a comparative studyof different methodologiesSupervisors: Mats Rundgren and Nathalie Van der PuttenEstimates of the degree of decomposition provide information about the hydrologic conditionsat the surface of a peatland at the time of peat formation. Based on such estimates, it ispossible to infer changes in bog-surface wetness that are likely to reflect climatic changes ormay be related to human activity (drainage of peatlands in connection with peat cutting). Bogsurfacewetness reconstructions have been increasingly used in palaeoenvironmental researchin recent years. Several methods are used to estimate the degree of peat decomposition,including visual observation of peat cores in the field, microscopic observation of peatcomponents, measurement of physical properties such as organic peat bulk density, andcolorimetric determination of chemically extracted humic substances (peat humificationanalysis). Because some plant tissues decompose more easily than others, measurements ofpeat decomposition and hence bog-surface wetness reconstructions are also influenced bystratigraphic differences in peat type. Therefore, it is recommended that estimates of thedegree of decomposition are restricted to Sphagnum-dominated peat sections, but this is oftennot practically possible. The project consists of two parts: a literature study and a minorlaboratory study. The literature study will be a review of methods used to estimate the degreeof peat decomposition and their advantages and disadvantages. The laboratory study willfocus on short peat cores collected from three bogs in Småland from which stratigraphicdescriptions of peat type and organic bulk density data are already available. Colorimetricdetermination of peat humification will be made on the same samples, and results will becompared between the two methods. The data will also be evaluated and discussed in relationto observed changes in peat type.22. The Triassic and Jurassic carbon cycle – with focus on the T-J boundary eventSupervisor: Vivi VajdaThis is aimed as a literature study summarizing the carbon perturbations seen in the globalcarbon isotope data. Presently a good overview is lacking, where data from global sections areintegrated at the same scale. The project will provide possibilities for the student to presentown theories and conclusions once the global data is compiled.Language: English

23-26. Kamriska alunskiffer – gaskälla? Alt / Biogen gas i alunskiffernHandledare: Mikael Erlström SGU & Per AhlbergÄmne till 4 studenterFyra delområden1. Östergötland,2. Närke3. Västergötland4. Öland.Uppgift: Att sammanställa och beskriva alunskifferns uppbyggnad och förekomst inomrespektive områden.Främst litteraturstudie och sammanställning av kartmaterial via SGUSka innefatta:• Stratigrafi• Utbredning djup/tjocklek• Presentation av kemiska egenskaper och gasinnehåll och eventuella koncessioner• Beskriva eventuella miljökonsekvenser och risker vid framtida utvinning