6. isochronen-methoden 6.1. rb-sr datierung. 6.1. rb-sr 39 protonen 38 84 sr 86 sr 87 s r 88 sr 37...
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6. Isochronen-Methoden
6.1. Rb-Sr Datierung
6.1. Rb-Sr
39Protonen
38 84Sr
86Sr 87Sr 88Sr
37
85Rb
87Rb Neutronen
46 47 48 49 50
Rb und Sr als Spurenelemente in vielen Gesteinen, selten als eigene Minerale, sondern getarnt:
K Rb
Ca Sr
- -Zerfall
T1/2 = 48.8 Ga
Zerfallskonstante war lange Zeit umstritten. Vorsicht bei Daten vor 1977
Zusammenstellung von Konstanten in Steiger & Jäger, 1977, Earth Planet. Sci. Lett.
6.1. Rb-Sr
Z = 37
85Rb 72.1654 %
87Rb 27.8346 %
Z = 38
84Sr 0.56 %
86Sr 9.87 %
87Sr 7.04 % (abh. von Rb-Gehalt und Alter der Probe)
88Sr 82.53 %
6.1. Rb-Sr
D = D0 + D*
87Srgesamt = 87Srinitial + 87Sr*
87Srgesamt = 87Srinitial + 87Rb (et - 1)
87Sr/86Sr = (87Sr/86Sr)initial + 87Rb/86Sr (et – 1)
t = 1/ ln [( D - D0 ) / N + 1]
t = 1/ ln [(87Sr/86Sr - 87Srinitial/86Srinitial) / 87Rb/86Sr + 1]
t wird als Modellalter bezeichnet, das nur dann geologisch relevant ist, wenn das System während der Zeit t geschlossen blieb und wenn das initiale Sr-Isotopenverhältnis bekannt ist (z.B. aus kogenetischem Apatit, der kein Rb einbaut)
6.1. Rb-SrDie Isochronenmethode (Nicolaysen 1961)
Voraussetzung:
Serie kogenetischer Proben, die zum Zeitpunkt t ein gemeinsames, homogenes Sr-Isotopenverhältnis, aber verschiedene Rb-Gehalte hatten (RFA-Test)
87Sr/86Sr
87Sr/86Srinitial
87Rb/86Sr
heute
t= 0Isotopen-Homogenisierung
6.1. Rb-Sr
Granite im Regensburger Wald nordöstlich von Regensburg:
Kristallgranit I: Granitmassiv etwa 20 x 37 km
Der Kristallgranit II in Form von Gängen, die bis zu 100 m breit und mehrere km lang sein können.
6.1. Rb-Sr
An den Norit-Komplex von Sudbury ist die größte Ni-Lagerstätte der Erde gebunden. Außerdem befinden sich dort bedeutende Vorkommen von Cu, Co und von Platinmetallen. Rb-Sr-Isochrone: 9 Gesamtgesteinsproben des Norits und zwei Mineralkonzentrate von Plagioklas aus diesem Norit.
Haibacher Gneis:
Kristalliner Vorspessart, Mitteldeutsche Kristallinschwelle
6.1. Rb-Sr
6.1. Rb-Sr
Haibacher Gneis:
geochemisch S-Typ-Granit, Sr-Initial deutet auf I-Typ-Komponente
variskische amphibolitfazielle Metamorphose
6.1. Rb-Sr
Intrusionsalter und post-magmatische hydrothermale Überprägung
VIII
I
6.1. Rb-Sr
II
IV
V
Systemstörung und Isochronen-Rotation infolge thermaler Überprägung
6.1. Rb-SrMineral-Isochronen: Einstufige Entwicklung:
87Sr/86Sr
Biotit
Kalifeldspat
Gesamtgestein
Apatit
6.1. Rb-Sr
Mineral-Isochronen: Zweistufige Entwicklung:
t Intrusion t Metamorphose
6.1. Rb-Sr
87Rb/86Sr
87Sr/86Sr Mineral-Isochrone: Metamorphose
Gesamtgesteins-Isochrone:Intrusion
Init. Met
Init. Magm
Mineral-Isochrone zum Zeitpunkt vor der Metamorphose
M1.1 WR1 M1.2 M1.3 WR2 M1.4 WR3
6.1. Rb-Sr
Orthogneis Carn Chuinneag, Nordschottische Highlands:
Intrusion: 548 Ma
Kaledonische Regionalmetamorphose: 403 Ma
Mineral- oder Kleinbereichsisochronen: Zweistufige Entwicklung Metasedimente
87Sr/86Sr
Zeitt Metamorphoset Sedimentation
div. Minerale und Gesteinsfragmente der Liefergebiete
Minerale des Metamorphits
6.1. Rb-Sr
6.1. Rb-SrDissertation 1992 und Post-Doc-Projekt Christine Kukla
Datierungsprojekt in Namibia
6.1. Rb-SrKleinbereichsprofil
6.1. Rb-SrKleinbereichsisochrone aus 31 Gesteinsscheiben und 2 Granatfraktionen
6.1. Rb-SrWas kann mit der Isochronenmethode datiert werden?
WR-Isochronen:
Einstufiges Ereignis: Intrusion (Metamorphose)
Das erste von zwei Ereignissen (Intrusion vor Metamorphose)
Das zweite von zwei Ereignissen (eher selten bei großräumiger
Homogenisierung
Kleinbereichs- und Mineralisochronen:
Einstufiges Ereignis: Intrusion, Metamorphose von Sedimenten
Das zweite von zwei Ereignissen (Metamorphose nach Intrusion)
Kombination von WR- und Mineralisochrone:
Beide Ereignisse einer zweistufigen Entwicklung (Intrusion + Metamorphose
Das zweite von zwei Ereignissen (Metamorphose nach Intrusion), wenn die Homogenisierung sehr großvolumig war
6.1. Rb-Sr
Probleme
- Mobilität von Rb und Sr (Alkali- bzw. Erdalkaligruppe) begünstigt eine Öffnung des Systems im Verlauf der Zeit t
- partielle Rückstellung
- Isochronenrotation (vgl. Aaregranit)
- Unvollständige Homogenisierung, Diffusionshemmung an Schichtgrenzen (Kleinbereichsisochronen)
- Zweipunkt-Isochronen: Keine Kontrolle, Fehlerquelle bei Bestimmung von Mineralaltern, z.B. Rb-Sr Biotitalter
6.1. Rb-Sr
6.1. Rb-Sr
Steinbruch Oedenthal, Orthogneis
Steinbruch Michldorf, Paragneis
Stefan Teufel, Diss. 1987
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