Einführung in die Isotopengeochemie (M. Tichomirowa)

U-Th-Pb-Datierung: 3 Zerfallsreihen

a) 238U → 206Pb + 8α + 6β-

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b) 235U → 207Pb + 7α + 4β-

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c) 232Th → 208Pb + 6α + 4β-

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238U/235U = 137,88

(234U-Datierung: Datierung mit Ungleichgewichten, z.B. bei Sedimentationsprozessenkann 234U im Sediment angereichert werden. Ab dem Zeitpunkt der Sedimentation läuftdie „Uhr“ des radioaktiven 234U-Zerfalls → Datierung von jungen Karbonatgesteinen,Korallen, Sedimenten)

Einführung in die Isotopengeochemie (M. Tichomirowa)

Einführung in die Isotopengeochemie (M. Tichomirowa)

D = N · (e λt – 1)206Pb = 238U · (eλt – 1) bei Pbi = 0206Pb = 206Pbi + 238U · (eλt – 1)206Pb 206Pb 238U204Pb 204Pb 204Pb

· (eλt – 1)i

· (eλt – 1)i

207Pb 207Pb 235U204Pb 204Pb 204Pb

· (eλt – 1)i

204Pb 204Pb 204Pb

208Pb 208Pb 232Th

(eλ2t – 1)207Pb 235U206Pb 238U (eλ1t – 1)·

206Pb-Alter

207Pb-Alter

208Pb-Alter

207Pb/206Pb-Alter

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t 207-206 > t 207 > t 206 > t 208

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Diskordia

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Pb-Verlust vor 1 Milliarde Jahre

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Zweifacher Bleiverlust

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Analysemethoden der U/Pb-Datierung

a) Konventionelle U/Pb-Datierungb) Einzelkorn U/Pb-Datierung

c) Evaporation (207Pb/206Pb-Datierung)

d) SHRIMP (Sensitive High Resolution Ion MicroProbe)bzw. andere Ionensonden

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Pb-Pb:Common lead

• Sulfide (Galenit,Pyrit, Chalkopyrit)

• Feldspäte• Gesteine

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· ( eλ238t - 1)i

206Pb 206Pb 238U 238U204Pb 204Pb 204Pb 204Pb· ( eλ238T - 1)

i

206Pb 206Pb 238U204Pb 204Pb 204Pb · ( eλ238T - eλ238t)

a0μ

207Pb μ204Pb 137,88

· ( eλ235T - eλ235t)b0

208Pb204Pb

· ( eλ232T - eλ232t)c0 ω

Zur Zeit t

a0 = 9,307

b0 = 10,293

c0 = 29,475

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Informationen des Pb/Pb-Systemsa) Altersabschätzung (Modellalter)b) Pb-Isotopengeochemie zur Herkunftsbestimmung

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Lu-Hf-Datierung

174Lu (97.4 %)176Lu (2.6 %)

174Hf (0.162 %)176Hf (5.206 %)177Hf (18.606 %)178Hf (27.29 %)179Hf (13.629 %)180Hf (35.10 %)

β

SEE IV. Nebengruppe, ersetzt Zr

Einführung in die Isotopengeochemie (M. Tichomirowa)

( )176Hf 176Hf 176Lu—— = —— + —— · (eλt – 1)177Hf 177Hf 177Hfi

D = N · (e λt – 1)176Hf = 176Lu · (eλt – 1) bei Hfi = 0176Hf = 176Hfi + 176Lu · (eλt – 1)

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Anwendung der Lu-Hf-Methode1. Datierung (für Gesteine > 2 Ga)2. Isotopengeochemie: initiales 176Hf/177Hf Verhältnis (Gesteine, Zirkone)

Lu-Hf-Fraktionierung:a) bei Schmelzbildung

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Re-Os-Datierung

185Re (37.398 %)187Re (62.602 %)

184Os (0.024 %)186Os (1.6 %)187Os (1.51 %)188Os (13.286 %)189Os (16.252 %)190Os (26.369 %)192Os (40.958 %)

β

VII. Nebengruppe (ersetzt Mo) gehört zur Gruppe der Platinoiden

in Mo-haltigen Mineralen(z.B. Molybdenit)

(in Cu- und Ni-Sulfiden)

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Os-Isotopenentwicklung des Mantels:→ Analyse Os-haltiger Minerale aus Ultramafiten verschiedenen Alters→ heutige 187Os/186Os-Verhältnis des Mantels = 1.04→ Kruste hat sehr hohes Re/Os-Verhältnis (selbst geringe Krustenkontamination kann festgestellt werden)

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Minimum-Wert zur Zeitder K/T-Grenze kann alsArgument für Meteoriten-Einschlag dienen

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Die verwendeten Abbildungen sind aus:

- Faure G. (1986): „ Principles of Isotope Geology“, J. Wiley & Sons (eds), New York, 589 pp.

- Stosch H.-G. (1999): „Einführung in die Isotopengeochemie“, Vorlesungsscript, 226 S.im Internet zu finden: : http://agk-gaussberg.agk.uni-karlsruhe.de/ftp/ Isotopengeochemie/ Isotop25.pdf

- Geyh M. A. & Schleicher H. (1990): „Absolute Age Determinations. Physical and ChemicalDating Methods and their Application“, Springer Verlag, Berlin, 503 pp.