Método de Rb-Sr

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Método de Rb-Sr. 87 Rb → 87 Sr λ = 1.42 x 10 -11 a -1 → t 1/2 = 48.8 Ga decaimiento β - Se pueden fechar rocas de edad entre ~ 10 Ma – 4.6 Ga Rb: metal alcalino, grupo IA (Na, K, Cs), con radio iónico de 1.48 angstrom → puede substituir K (1.33 angstrom, misma valencia) - PowerPoint PPT Presentation

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  • Mtodo de Rb-Sr87Rb 87Sr = 1.42 x 10-11 a-1 t1/2= 48.8 Ga decaimiento -Se pueden fechar rocas de edad entre ~ 10 Ma 4.6 GaRb: metal alcalino, grupo IA (Na, K, Cs), con radio inico de 1.48 angstrom puede substituir K (1.33 angstrom, misma valencia)Rocas del manto superior: empobrecida en Rb, K, pocos LILERb tiene 28 istopos, pero slo el 87 y 85 son naturales y estables

  • Abundancias:

    85Rb= 72.165%

    87Rb= 27.835%

    Relacin 85/87= 2.5926

    En las rocas, la relacin K/Rb es ~ 250. Si no tienen K, no tienen Rb

  • Contenidos Rb:

    Granitoides (ms bsicos): 40-120 ppmGranitoides (ms cidos): 120-250 ppmCarbonatos: 2-10 ppmBiotita:600-1200 ppmMuscovita: 400-1000 ppmOrtoclasa: ~ 500 ppmPlagioclasa: ~ 300 ppm

  • Sr:Pertenece a los alcalinos trreos IIA (Ca, Mg, Mn, ..)Radio inico 1.13 angstrom puede substituirse con el Ca (0.99 angstrom)Se encuentra tambin en rocas del manto superior

  • Contenidos Sr:

    Basaltos400-500 ppmGranitoides (ms bsicos): 120-500 ppmGranitoides (ms cidos): 80-150 ppmCarbonatos: > 600 ppmBiotita:1-10 ppmMuscovita: 2-15 ppmOrtoclasa: ~ 100 ppmPlagioclasa: 300-500 ppm

  • Sr tiene 4 istopos:

    88Sr82.56%87Sr7.02%86Sr9.87%84Sr0.53%

  • EcuacionesDe la ecuacin bsica del decaimiento:

    puedo escribir:87SrP =Sri + 87Rb (elt -1)

    en donde P indica la abundancia ahora (presente), e i la abundancia inicial de cada istopo

    Consideramos un sistema (i.e., un granito) de edad t:Dividimos por 86Sr, istopo estable, con el fin de tener relaciones isotpicas y no abundancias absolutas (las rel. isotpicas son las que medimos con un espectrmetro, ICP, etc.)

  • Obtendremos:

    Estos valores se pueden usar para construir iscronas

    La primera es la ecuacin de una recta

    El valor inicial de 87/86 se obtiene de la interseccin inicial de la iscrona

  • Iscrona de Rb-SrEl valor inicial de 87/86 se obtiene de la interseccin inicial de la iscrona (es el q de y=q+xm)La pendiente de la recta, m, nos da la edad de la muestra:

  • Conocemos la constante de decaimientoLa rel. 87Rb/86Sr la podemos calcular como:

    Ecuacin de la dilucin isotpica

  • Necesitamos rocas con variabilidad composicional. Al menos 4Que sean cogenticas (rel inicial Sr/Sr ser igual)Un evento tectonotrmico resetea la edad a t=0. En este caso la nueva edad calculada ser la del evento tectonotrmicoTeoricamente, en WR la isocrona nos da edades de cristalizacint=hoy(iscrona)t=0

  • MSWD: mean square weighed deviatesNos permite evaluar, de manera cualitativa, nuestra isocrona:Si MSWD es < 1 la isocrona es una isocrona s.s.Si MSWD es > 1, es una lnea de regresin

    Si utilizamos WR, la isocrona se queda estable, i.e. no se desplaza, a menos que haya anatexis (al menos, en teora).

  • Rb-Sr en mineralesSi sacamos la edad en mineral, lo que obtenemos es una edad de enfriamientot1= cristalizacint2= metam.WRBtMsKfsT cierre:Ms: ~ 450CBt: ~300CKfs: ~ 400C

  • Dilucin isotpicaTcnica fundamental para poder conocer una concentracin de un elemento en una muestra mediante TIMS (TIMS mide slo relaciones isotpicas)A la muestra digerida se aade un trazador (SPIKE)99.17570.824327.83572.165

  • Spike es una mezcla monoisotpica (enriquecido artificialmente)Necesitamos que el elemento qumico al cual aadimos el spike sea al menos bi-isotpico (ej: 85Rb y 87Rb)Principio: se obtiene la concentracin de un elemento adicionando un spike de concentracin y composicin isotpica definida y conocida

  • Ejemplo:N: concentracin elemento (p.ej. Rb)S: concentracin spike (o peso)Ab: abundancia isot. A o B en spkRm: rel. Isotpica medida por TIMS de la solucin (nat+ spk)Datos: S= 2.965 ppm Rb (ppm: partes por milln= ug/g) peso spike aadido: 1.6355 g Rm: 87/85Rb= 0.9285 peso muestra.07052 g

  • NB: en el Faure (pg. 69) la frmula se expresa como:

    WN y WS son el p. atmico del elemento en la muestra y spike, respectivamente (en UMA). Se tienen que calcular conociendo las abundancias

  • Clculo peso atmico y abundancias Ejemplo con istopos de SrReescribimos la ecuacin de la dilucin isotpica:

    Abundancia del 86Sr y peso atmico de Sr en la muestra dependen del 87Rb4 istopos de Sr. Se usa una tablita:

    Peso at. Sr muestra:

  • Ajuste de isocronasGraficamos la relacin entre istopo padre/istopo hijo (87Rb/86Sr), vs. la relacin inicial de los istopos (87Sr/86Sr). Los datos deberan ser perfectamente colineares definiendo una isocrona.Hay errores en la medicin, que hay que considerarRegresin lineal

  • Least square fit: se minimiza el cuadrado del error dado por la distancia del punto de la lnea de regresin. Proceso de iteracin, hecho por la computadoraTipos de regresin:

  • Errores que se utilizan:1 sigma: 68.3% de los puntos se desvan del valor promedio2 sigma: 95.5% de los puntos se desvan del valor promedio

    Los errores tienen que considerar el error en la pesada, en las relaciones isotpicas y calibracin del spike, y el error en las determinaciones isotpicas.

  • Mtodo manual:Mtodo de Gauss. Ejemplo en la tabla

    Asignacin Tarea sobre Rb-Sr (a entregarse resuelta el martes 13 de marzo. NO HABR PRRROGA!!!)

    Lecturas

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