Rb 87 Sr + β - (λ = a -1 ) Nebel et al., 2011: λ = a -1

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1 Rb/Sr - Methode 87 Rb 87 Sr + β - (λ = a -1 ) Nebel et al., 2011: λ = a -1

2 D = N (e λt 1) 87 Sr = 87 Rb (e λt 1) bei Sr i = 0 87 Sr = 87 Sr i + 87 Rb (e λt 1) 87 Sr ( 87 Sr ) 87 Rb = + (e λt 1) 86 Sr 86 Sr i 86 Sr Y = b + m X [ ] 1 87 Sr/ 86 Sr ( 87 Sr/ 86 Sr) i λ 87 Rb/ 86 Sr t = ln + 1

3 ( 87 Sr/ 86 Sr) i e λt 1

4 Isochronendiagramm: Mehrere Proben notwendig Voraussetzung für Datierung mit Isochronensystemen: geschlossenes System gleiche Initialverhältnisse Datierung von Ereignissen (Prozessen), die zur Homogenisierung der 87 Sr/ 86 Sr-Verhältnisse führen

5 Datierung von: 1) Magmatischen Gesteinen 2) Metamorphen Gesteinen

6 Isochronendiagramm Neueinstellung des Systems

7 Geradenanpassung mittels linearer Regression Berechnung der Isochrone - Fehlerdiskussion Fehler der Altersbestimmung hängt ab: Fehler x Fehler y Spreizung der Werte in x-achse - Datenpunkte werden nicht nur nach Abweichung der y-werte von Geraden gewichtet, sondern der y-werte und der x-werte: Σ(ac 2 /ab 2 ) = Minimum - Datenpunkte, die weiter weg von Isochrone fallen, wird geringeres Gewicht beigemessen MSWD mean standard weighted deviation Möglichst klein (< 1)

8 Mischungslinien: 2-Komponenten-Mischung - mit relevantem Alter - ohne relevantes Alter

9 Sr-Isotopengeochemie Primordiales (ursprüngliches) 87 Sr/ 86 Sr-Verhältnis der Ur-Erde aus basaltischen Achondriten abgeleitet (Bildung aus Silikatschmelzen ähnlich wie Planeten) BABI Basaltic Achondrite Best Initial: =

10 Differenzierung von Krusten- und Mantelgesteinen Oberer Mantel: 87 Sr/ 86 Sr i = ± Kruste: 87 Sr/ 86 Sr i >> z.b. Granitherkunft, Assimilation von Krusten- Material, evt. regionale Tendenzen Liefergebiete von Sedimenten, stratigraphische Variationen im Sedimentbecken heutiger Ozean: 87 Sr/ 86 Sr =

11 Sm/Nd - Methode 147 Sm 143 Nd + α (λ = a -1 )

12 D = N (e λt 1) 143 Nd = 147 Sm (e λt 1) bei Nd i = Nd = 143 Nd i Sm (e λt 1)

13 1. Voraussetzungen für eine erfolgreiche Datierung 2. Probenauswahl, um geringen Altersfehler zu erhalten Geradenanpassung mittels linearer Regression Fehler der Altersbestimmung hängt ab: Fehler x Fehler y Spreizung der Werte in x-achse

14 Sm- und Nd-Gehalte und Sm/Nd-Variationen Wie wirken sich die Gehalte und Variationen auf die Fehler der Altersbestimmung aus? Welche Gesteine sind besser und welche Gesteine sind weniger für die Sm/Nd-Datierung geeignet?

15 Gesamtgesteins-oder Mineral-Isochronen? Welche Minerale besitzen unterschiedliche Sm/Nd- Verhältnisse?

16 Nd-Isotopengeochemie (Nd-Initialverhältnisse) homogene Element- und Isotopenverhältnisse zur Zeit der Erdbildung Sm-Nd Fraktionierung bei Schmelzprozessen: Partialschmelzen (Kruste) geringere Sm-Gehalte, dadurch niedrigere Nd Initialverhält nisse als Gesamterde (CHUR) CHUR chondritic uniform reservoir = bulk earth CHUR (T = 0, d.h. heute): 147 Sm/ 144 Nd = , 143 Nd/ 144 Nd = residualer Mantel = depleted mantle

17 Rezente Gesteine: Vergleich der Nd-Initialverhältnisse mit CHUR weisen auf Krusten- oder Mantelherkunft hin: a) > CHUR b) < CHUR Alte Gesteine: Nd-Initialverhältnis über Isochrone bestimmen oder für Bildungszeit t berechnen. Dann mit Nd-Verhältnis von CHUR für Zeit t vergleichen ε Nd -Wert -30 < ε Nd < +10 ε Nd > 0 ε Nd < 0

18

19 Rezente Basalte: MORB und OIB mantle array

20

21

22 Nd-Modellalter (T CHUR bzw. T DM )

23 -bei magmatischen Gesteinen = Zeit der Abkopplung vom Modellreservoir (d.h. von CHUR oder DM) Bildungszeit = Krustenresidenzzeit -bei Sedimenten: ungefähres Abschätzen, welches Material aufgearbeitet wurde

24

25 Die verwendeten Abbildungen sind aus: - DePaolo D.J. (1988): Neodymium isotope geochemistry. An introduction. Springer-Verlag, Berlin, 187 pp. - 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: - Nebel O., Scherer E., Mezger K. (2011): Evaluation of the 87Rb decay constant by age comparison against the U-Pb system. EPSL 301, 1-8.

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