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7. U-Pb Datierung
Traditionsreichste Methode, erste Versuche schon kurz nach der Entdeckung der Radioaktivität
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8. U- Pb
U gehört zu den inkompatiblen Elementen:
Geringe Konzentration in Meteoriten, Anreicherung in der Erdkruste, vor allem in sauren Gesteinen.
Dabei stark konzentriert in wenigen Mineralen:
U-Minerale wie Uraninit
Zirkon
Monazit
Titanit
Allanit
Apatit
Xenotim
untergeordnet Granat, Rutil
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8. U- PbIsotope von U und Th
Zerfallsreihen
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Zerfallsgleichungen
Altersgleichung für 238U 206Pb
8. U- Pb
Berechnung des Alters aus den Messwerten möglich, wenn das initiale Pb (common lead) bekannt ist, z.B. aus kogenetischen Pb-Mineralen. Vorteil:
Daten aus 3 voneinander unabhängigen Zerfallsreihen
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8. U- PbIsochronen-Methode: Für das U-Pb-System selten angewendet, da U im Gesamtgestein sehr anfällig ist für Alteration: U6+ ist als Uranyl-Ion (UO2)2+ in oxidierendem Milieu wasserlöslich
Beispiel: Marine Karbonate, annähernd ohne initiales Pb, aber mit deutlichen U-Gehalten, hier devonische Korallen aus SW Ontario (Givet, oberstes Mitteldevon)
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8. U- Pb
Wyoming, Granite Mountains Batholith: „Desaströser“ U-Verlust, Th ist weniger empfindlich
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8. U- Pb
Mineraldatierung:
Das Concordia-Diagramm
Grundidee: in einem U-haltigen Mineral findet atomarer Zerfall durch zwei voneinander unabhängige Zerfallsreihen statt, wobei Mutterisotope und Tochterisotope beider Reihen zum jeweils selben Element gehören, d.h. identischer Schließungszeitpunkt, identisches chemisches Verhalten.
206Pb* / 238U = e238t-1
207Pb* / 235U = e235t-1
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1 Ga
2,5 Ga2 Ga
1,5 Ga
Zur Konstruktion des Concordia-Diagramms wurden für alle Zeitpunkte der Erdgeschichte die Tochter/Mutter Isotopenverhältnisse beider Zerfallsreihen berechnet und gegeneinander aufgetragen
8. U- Pb
206Pb/238U
207Pb/235U
z.B. konkordantes Zirkonalter 1.3 Ga
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206Pb/238U
207Pb/235U
Diskordia zum Zeitpunkt des Bleiverlustes
Verschiedene Zirkonfraktionen mit unterschiedlichem Pb-Verlust
8. U- Pb
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206Pb/238U
207Pb/235U
Diskordia zum Zeitpunkt t nach dem Bleiverlust
t
8. U- Pb
oberes Schnittpunkt-Alter, z.B. Intrusion
unteres Schnittpunkt-Alter, z.B. Metamorphose
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Morton and Granite Falls Gneis, Minnesota
8. U- Pb
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8. U- Pb
Steinbruch Michldorf, Paragneis
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Moldanubikum
8. U- Pb
Rb-Sr Isochrone TB 105:
384 ± 36 Ma
K-Ar Amphiboldaten:
Um 320 Ma
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Weitere Minerale:
Monazit – Allanit – Titanit – Granat
Grenzen des Concordia-Diagramms:
- bei mehr als einem episodischen Pb-Verlust in der geologischen Geschichte,
- bei kontinuierlich-diffusivem Pb-Verlust,
- bei zonierten Zirkonen
Weiterentwicklungen:
- Einzelzirkondatierung
- SHRIMP
8. U- Pb