método de sm-nd
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Método de Sm-Nd. 147 Sm → 143 Nd λ = 6.54 x 10 -12 a -1 → t 1/2 = 106 Ga decaimiento a Se pueden fechar rocas de edad mayores de ~ 150 Ma Sm y Nd son tierras raras (grupo IIIB). Utilidad del método: Fechamiento rocas máficas y ultramáficas Meteoritos, rocas lunares - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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