Original paper
Monazite from mountain to ocean: a case study from Trolognaro (Fort-Dauphin), Madagascar
Montel, Jean -Marc; Razafimahatratra, Dieudonné; Ralison, Bruno; De Parseval, Philippe; Thibault, Michel; Randranja, Roger
European Journal of Mineralogy Volume 23 Number 5 (2011), p. 745 - 757
published: Dec 1, 2011
Abstract
We report results for 18 samples of sediments containing detrital monazite, collected along the valley of the Ifaho River, near Trolognaro (Fort Dauphin), Madagascar. This valley, approximately 50 km long, connects the Manangotry Massif, which contains monazite-rich plutonic rocks with several very large monazite occurrences, in the Anosyan mountain belt, to the Indian Ocean where sands are unusually rich in heavy minerals, including monazite. Monazite grains were extracted from the sediments using chemical, gravitational, and magnetic separation techniques. Grains were studied for morphology, chemical composition, age, and structural state. From mountain to ocean, grains become smaller and more rounded. The chemical composition (more than 400 electron probe microanalysis, EPMA) remains constant, and always highly radioactive. All ages (55 EPMA measurements) are Pan-African. X-ray diffraction shows that the monazite grains studied are well crystallized, despite the high self-irradiation doses they have experienced. In all aspects, except shape and size, detrital monazites are identical to monazites from the source region, and are transported essentially unchanged from mountain to ocean. This study demonstrates that monazite can survive the erosion-transport-deposition sequence, and supports the proposition to use this mineral as actinide waste-form for long-term storage of nuclear materials.
Résumé
Nous avons étudié 18 échantillons de sédiments contenant des monazites détritiques, collectés le long de la vallée du fleuve Ifaho, à proximité de Trolognaro (Fort-Dauphin). Cette vallée, d'environ 50 km de long, relie le massif de Manangotry, dans les chaines Anosyennes, à l'Océan indien. Le massif de Manangotry, les sables de plages et les sédiments de la vallée sont tous inhabituellement riches en monazite. Les minéraux ont été extraits des sédiments par séparation chimique, gravimétrique et magnétique. Les grains de monazite ont été étudiés pour leur morphologie, leur composition chimique, leurage, et leur état structural. Des montagnes jusqu'à l'océan, les grains sont plus petits et plus arrondis, mais aucun autre changement n'est visible. La composition chimique (plus de 400 analyses à la microsonde électronique) reste constante, toujours très radioactive. Tous lesages (55 mesures à la microsonde électronique) sont panafricains. Les monazites sont bien cristallisées, malgré la forte dose d'auto-irradiation qu'elles ont subie. Pour tous les paramètres sauf la forme et la taille, les monazites détritiques sont identiques aux monazites des roches-sources, et sont transportées inchangées des montagnes vers l'océan. Cette étude démontre que la monazite peut survivre à une séquence érosion-transportsédimentation, ce qui conforte la proposition d'utiliser ce minéral comme matrice pour le stockage à long terme des actinides.
Keywords
monazite • nuclear waste • southern madagascar • detrital minerals • trolognaro • radioactivity • monazite • dé • chets radioactifs • sud madagascar • miné • raux dé • tritiques • trolognaro • radioactivité