Método de Sm-Nd147Sm → 143Nd λ= 6.54 x 10-12 a-1 → t1/2= 106 Ga

decaimiento Se pueden fechar rocas de edad mayores de ~

150 MaSm y Nd son tierras raras (grupo IIIB)

• Utilidad del método:– Fechamiento rocas máficas y ultramáficas– Meteoritos, rocas lunares– Es un trazador de procesos geológicos del manto y

corticales

Minerales que se ocupan:olivinogranatepiroxenosanfíboles

La relación Sm/Nd en rocas y minerales es siempre 0.1-0.5 (el granate, uno de los mejores minerales para fechamiento por Sm-Nd, tiene 0.539)

Nd tiende a irse a la corteza (tiene radio iónico mayor)

La rel. Sm/Nd en la corteza es menor que en el manto

Ecuaciones

• De la ecuación básica del decaimiento:

puedo escribir:• 143NdP =Ndi + 147Sm (et -1)

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

)1(0

eDt

nD

Consideramos un sistema de edad t:

Dividimos por 144Nd, isótopo estable, con el fin de tener relaciones isotópicas y no abundancias absolutas

Obtendremos:

1ln1

1e

144

147

144

143

144

143

t144

147

144

143

144

143

NdSm

NdNd

NdNd

t

xmqy

Nd

Sm

Nd

Nd

Nd

Nd

ip

iP

Estos valores se pueden usar para construir isócronas

La primera es la ecuación de una recta

El valor inicial de 143/144 se obtiene de la intersección inicial de la isócrona

t=0

Las REE son muy resistentes al intemperismo, por lo tanto en general la edad que se calcula con Sm-Nd es la edad del protolito y no del evento metamórfico

Interpretaciones• Se supone que la composición de la nebulosa solar sea la

composición primitiva.• DePaolo & Wasserburg (1976) analizaron gneises

arqueanos terrestres, y encontraron que sus relaciones iniciales se ubican en una línea que representa el reservorio uniforme condrítico (CHUR)

• Se toman las condritas porque se asume que la composición inicial de la Tierra sea condrítica

• Siendo que el fraccionamiento relativo entre sólido y líquido es muy bajo entre Sm y Nd (los dos REE y con un comportamiento similar), se usa una notación particular, denominada Nd que corresponde a una desviación de 104 de la curva del CHUR

4

144

143

144

143

10*1

CHUR

rocaNd

NdNd

NdNd

hoy

• La línea del CHUR no sufre diferenciación de Sm vs. Nd.

• Al momento de separarse corteza y manto, la corteza se enriquece en Nd, el manto se empobrece (DM=depleted mantle)

• Asociamos • Sm: manto• Nd: corteza Nd+: manto

Nd-: corteza

Nd0: CHUR

• Los valores que ocupamos para interpretaciones son los valores iniciales.

• Los valores medidos (hoy) van recalculado a la edad de la roca (p.ej., hace 1Ga)

4

144

143

144

143

10*1

CHUR

roca

Nd

i

i

i

NdNd

NdNd

)1(*144

147

144

143

144

143

e

t

CHUR

CHUR

hoy

CHUR

Nd

Sm

Nd

Nd

Nd

Nd

i

• Para el CHUR los valores de Nd hoy y Nd i son iguales y se calculan de la ecuación de arriba

• Para una roca lo tenemos que calcular, ya que no conocemos la rel, con dil isotópica:

• Los valores actuales (hoy) para el CHUR son:

)1(*144

147

144

143

144

143

e

t

CHUR

CHUR

hoy

CHUR

Nd

Sm

Nd

Nd

Nd

Nd

i

1967.

512638.

144

147

144

143

CHUR

CHUR

hoy

hoy

Nd

Sm

Nd

Nd

Smatp

Ndatp

Ndab

Smab

Nd

Sm

Nd

Sm

..

..*)(

)(*

144

147

144

147

Abundancias y pesos atómicos hay que calcularlos como para Rb y Sr

Edades modelo• Es la edad en la que el Nd fue separado del

reservorio condrítico, o del manto empobrecido, o de la corteza inferior

• No representan una edad verdadera de cristalización o enfriamiento

• Dan una idea de cuanto una muestra pueda ser antigua: 1Ga? 2Ga? 2 horas?

• Cada 10 unidades negativas de Nd corresponden a 1 Ga. Si una muestra de roca tiene Nd= -15, está probablemente hecha de un material extracto del manto hace aprox. 1.5Ga. La roca puede ser de 2 Ma o menos, pero puede haberse formado por fusión parcial de una corteza inferior precámbrica

• Para TCHUR:

• Para TDM:

• con:

1ln1

144

147

144

147

144

143

144

143

CHUR

hoy

ROCA

hoy

CHUR

hoy

ROCA

hoyCHUR

NdSm

NdSm

NdNd

NdNd

T

1ln1

144

147

144

147

144

143

144

143

DM

hoy

ROCA

hoy

DM

hoy

ROCA

hoyDM

NdSm

NdSm

NdNd

NdNd

T

222.

513114.

144

147

144

143

DM

hoy

DM

hoy

Nd

Sm

Nd

Nd

Cálculo de edad modelo

1967.

512638.

144

147

144

143

CHUR

CHUR

hoy

hoy

Nd

Sm

Nd

Nd

• Para las rocas sedimentarias las Tmodelo calculadas son mayores de las estratigráficas (hasta 2,000 Ma). Antes de 2,000 Ma hay sobreposición: hasta hace 2,000 Ma hay producción de corteza continental, luego hay reciclaje y producción

• Se puede corelar Sm/Nd con Rb/Sr

• Se corelacionan (NdCHUR)

i con el (SrUR

)i

• MORB’S en el cuadrante NW (primitivos)• Rocas contaminadas en el cuadrante SE• NB: Rb en corteza (incomp)

• Sr en el manto (comp)• Sm en el manto• Nd en la corteza