Download Geocronología de U-Pb en zircones y otros minerales: alcances

Método de Sm-Nd
→ 143Nd
λ= 6.54 x 10-12 a-1 → t1/2= 106 Ga
decaimiento a
Se pueden fechar rocas de edad mayores de ~
150 Ma
Sm y Nd son tierras raras (grupo IIIB)
147Sm
• 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:
olivino
granate
piroxenos
anfíboles
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
Consideramos un sistema de edad t:
• De la ecuación básica del decaimiento:
lt
D  D0  n(e  1)
puedo escribir:
• 143NdP =Ndi + 147Sm (elt -1)
en donde P indica la abundancia ahora (presente), e i la
abundancia inicial de cada isótopo
Dividimos por 144Nd, isótopo estable, con el fin de tener
relaciones isotópicas y no abundancias absolutas
Obtendremos:
 143 Nd 
 143 Nd 
 144    144  
 Nd  P  Nd i
y  q  xm
147


Sm lt
e 1
144
Nd
  143 Nd   143 Nd 

  144    144 


1   Nd  p  Nd i
t  ln 
 1
147
Sm
l 

144


Nd


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 eNd que
corresponde a una desviación de 104 de la curva
del CHUR
e Nd
hoy
  143Nd 


  144

Nd

 roca
  143
 1 *10 4
  Nd 


  144

  Nd CHUR 
• 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
 eNd+: manto
 eNd-: corteza
 eNd0: CHUR
  143 Nd  roca


  144

  Nd  i

4
e Nd i  

1
*
10
CHUR

143


  Nd 

144
  Nd  i

• 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)
CHUR
 Nd 
 144 
 Nd  i
143
CHUR
 Nd 
 147Sm 
lt
  144 
  144 
* (e  1)
 Nd  hoy
 Nd CHUR
143
CHUR
 Nd 
 144 
 Nd  i
143
CHUR
 Nd 
 147Sm 
lt
  144 
  144 
* (e  1)
 Nd  hoy
 Nd CHUR
143
• Para el CHUR los valores
de eNd hoy y eNd 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:
CHUR
 Nd 
 144 
 Nd  hoy
143
CHUR
 Sm 
147
Sm Sm ab(147Sm) p.at.Nd  144 Nd 

* 144
*

 hoy
144
Nd Nd ab( Nd ) p.at.Sm
147
 .512638
 .1967
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 eNd corresponden a
1 Ga. Si una muestra de roca tiene eNd= -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
Cálculo de edad modelo
• Para TCHUR:
TCHUR
  143Nd  ROCA  143Nd CHUR 
  144 
  144 

Nd
Nd

1 
 hoy

 hoy
 ln 

1
l   147Sm  ROCA  147Sm CHUR 


  144 
  144 Nd 

 Nd  hoy
hoy


TDM
  143Nd  ROCA  143Nd  DM 
  144 
  144 

Nd
Nd

1 
 hoy

 hoy
 ln 

1
l   147Sm  ROCA  147Sm  DM 


  144 
  144 Nd 

 Nd  hoy
hoy


• Para TDM:
• con:
 .512638
 .1967
 147Sm 
 144   .222
 Nd  hoy
DM
CHUR
 Sm 
 144 
 Nd  hoy
147
DM
 143Nd 
 144   .513114
 Nd  hoy
CHUR
 Nd 
 144 
 Nd  hoy
143
• 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 (eNdCHUR)i con el (eSrUR)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