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El Método Lu-Hf
Herr et al. (1958)
Método muy parecido a Sm-Nd
Lu (Z = 71)
Lu es el elemento más pesado de las Tierras Raras ( HREE, grupo 3).
Lu se encuentra en concentraciones altas en minerales de pegmatitas
como óxidos (euxenita), carbonatos (bastnestita), fosfatos (xenotima,
monazita), y silicatos (alanita, gadolinita).
Pero: Lu también en granates!
Radio iónico Lu+3 = 0.93 Å  parecido al Ca!
Lu tiene 2 isótopos naturales y 33 artificiales (150Lu - 184Lu)
Naturales: 175Lu (97.4 %) y 176Lu (2.59%).
175Lu/176Lu = 37.36 ± 0.07
Peso atómico: 174.967 amu
El Método Lu-Hf
Hf (Z = 72)
Hf es un elemento de alto potencial iónico (HFS):
Hf en la tabla periódica (grupo 4) junto con Ti y Zr.
Geoquímicamente parecido al Zr (HfO2/ZrO2  0.01- 0.04 en zircones).
Hf se encuentra en zircón, badeleita y eudialita en concentraciones altas.
Radio iónico Hf+4 = 0.81 Å, Zr+4= 0.80 Å
Hf tiene 6 isótopos naturales y 26 artificiales (154Hf-185Hf).
Naturales: 174Hf (0.16%); 176Hf (5.2%), 177Hf (18.6%), 178Hf (27.1 %), 179Hf
(13.74 %) y 180Hf (35.2 %).
Peso atómico: 178.49 amu
Tabla periódica de los elementos
Concentraciones de Lu y Hf en
rocas y minerales.
Las concentraciones de ambos
elementos son en general muy
bajas.
Sólamente en minerales
ricos en álcalis como arfvedsonite
(anfíbol) y aegirina (piroxeno),
esfena, cromita e ilmenita se
pueden encontrar concentraciones
mas altas.
Abundancias en el sistema solar
(rel. a 106 at Si):
Lu = 3.67 x 10-2
Hf = 1.54 x 10-1
(Anders & Grevesse,1989).
Decaimiento Lu-Hf
176Lu
→ 176Hf + – + n + Q
176Lu
176Hf
T1/2 = 3.53 x 1010 a
3.57
3.5
 = 1.94 ± 0.07 x 10-11 a-1
e.c. 3%
176Yb
176Hf
=
177Hf
1
t=

ln
(
176Hf
177Hf
i
+
176Lu
177Hf
(et - 1)
176Hf/177Hf - 176Hf/177Hf
m
i
176Lu/177Hf
)
+1
Zr
Problemática analítica
- Para fechamientos con el método Lu-Hf se necesitan
0.5 - 1.5 g de muestra.
- Problemas con la homogenización de muestras de
rocas enteras  Lu y Hf en minerales accesorios!
- Disolución de la muestra requiere temperaturas altas
(como Zr para U-Pb; 200-230 ºC)
- Efectos isobáricos Lu-Hf-Yb
Propiedades geoquímicas
- Lu y Hf son elementos incompatibles en general.
- Lu es relativamente menos incompatible que Hf,
- pero en Cpx, Lu es casi compatible durante la fusión parcial
y también granates tienen concentraciones elevadas de Lu.
- Comportamiento geoquímico de Lu y Hf parecido a Sm-Nd:
a) No se movilizan durante el metamorfismo y/o
intemperismo.
b) La relación Lu/Hf de la “tierra global” debe ser igual a la de
las condritas.
c) El isótopo hijo es más incompatible que el padre.
- Magmas basálticos derivados del manto tienen
generalmente relaciones Lu/Hf mas bajas que su fuente.
Fraccionamiento de Lu-Hf mas fuerte en comparación a Sm-Nd
y Rb/Sr en fuentes empobrecidas en elementos traza como MORB
Hf es mas incompatible con respecto a Lu y en comparación a
Nd/Sm o Rb/Sr
0.282772 *
0.0332 *
Patchett & Tatsumoto (1980)
* Blichert-Toft
& Albarède
(1997)
Fraccionamiento de Lu/Hf
en sedimentos marinos
Fraccionamiento en
sedimentos:
Gran variación en Lu/Hf
con relaciones Sm/Nd
casi constantes
Hf es parte del zircón.
Este mineral tiene alta
resistencia al intemperismo.
Hf se queda enriquecido en
sedimentos con granos de arena
mientras está empobrecido en
sedimentos con granos mas
finos.
BSE debajo de la línea
DM-CC:
Para explicar la geoquímica
Hf-Nd de BSE, se requiere
mas que los dos componentes (DM y CC):
Probablemente la corteza
oceánica y/o mesetas
basálticas subducidas y
almacenadas en el
Manto, en la historia
antigua de la tierra.
Blichert-Toft & Albarède, EPSL (1997)
Ningún basalto terrestre
se ha formado del manto
primitivo no diferenciado!
El Método Re-Os
Herr & Merz (1955)
Re (Z = 75)
Renio es un metal noble del grupo VIIB de la tabla periódica y comparte
muchas características con los platinoides (PGEs).
Re se encuentra en concentraciones considerables en molibdenita (MoS2:
pocos ppm hasta 1.9%) y en sulfuros de Cu, komatiitas y meteoritas. En
rocas ígneas ~0.5 ppb!
Radio iónico Re+4 = 0.71 Å, parecido a Mo +4 = 0.68 Å . Siderófilo!
Re tiene 2 isótopos naturales y 31 artificiales (160Re-192Re). Naturales: 185Re
(37.4%) y 187Re (62.6%).
Peso atómico: 186.207 amu
El Método Re-Os
Os (Z = 76)
Osmio es un metal noble del grupo (VIII) de los platinoides (PGE: Ru, Rh,
Pd, Os, Ir, Pt).
Os se encuentra en minerales como osmiridio y en rocas ultramáficas (con
sulfuros de Cu y Ni) y en meteoritas (hasta 70 ppm!).
Ø 0.4 ppm en la corteza.
Radio iónico Os +4 = 0.71 Å. Siderófilo!
Os tiene 7 isótopos naturales y 27 artificiales (162Os-196Os).
Naturales: 184Os (0.02%); 186Os (1.58%), 187Os (1.6%), 188Os (13.3%),
189Os (16.1%), 190Os (26.4%) y 192Os (41.0%).
Peso atómico: 190.2286 amu.
Concentraciones de Re y Os en rocas y minerales.
Re se comporta como un elemento
incompatible durante los procesos
magmáticos.
Os se comporta como un elemento
extremadamente compatible durante los
procesos magmáticos (DOs/Olivino>>10)
Re/Os peridotitas = 0.08
Re/Os basalto = 8.9
Decaimiento Re-Os
187Re
→ 187Os + - + n + Q
(Qmax muy bajo: 8KeV)
T1/2 = 4.23  0.12 x 1010 a (Lindner, 1989)
= 4.56  0.11 x 1010 a (Luck & Allègre, 1983)
= 4.3
= 4.27
 = 1.64  0.04 x 10-11 a-1
Os  187Os 
  188  
188
Os  Os o
187
1
t= 
ln
(
187Os/188Os
187
Re t
(e  1)
188
Os
- 187Os/188Osi
+1
187Re/188Os
m
)
También se usa el 186Os como referencia!
Aplicaciones geocronológicas
Mezcla EM1 y
DMM (“Depleted
Mantle MORB”)
Isótopos de Hf y Os en
Basaltos de Hawaii
El agua del mar puede contaminar
la isotopía de Sr y Pb,
pero la de Nd, Hf y Os no.
Corteza Continental vs. Litósfera Subcontionental: Nd vs.  ()Os
La litósfera
subcontinental
y la corteza
continental no
se pueden
distinguir
fácilmente con
la isotopía
de Nd, pero con
la de Os sí.
()Os =
187Os/188Os
(
187Os/188Os
Muestra
187Os/188Os
CHUR
)
-1 x 104
187Re/188Os
=
0.12863;
CHUR(hoy)
CHUR = 0.423
Isotopía de Os en el Campo Volcánico Michoacán-Guanajuato
!!
Chesley
et al., EPSL
(2002)