6.2. Sm-Nd Datierung

6.2. Sm-Nd

Sm und Nd gehören zur Gruppe der Seltenerdelemente (SEE) bzw. Lanthaniden, Z = 57 – 71, rare earth elements (REE)

Die REE verhalten sich geochemisch sehr ähnlich und gelten als immobil, also unempfindlich gegenüber Stoffmobilisationen

Vorkommen der REE in eigenen Mineralen wie

Bastnäsit: CeFCO3

Monazit: CePO4 (auf der Ce-Position sitzen auch andere REE)

Vorkommen der REE als Spurenelement <10 ppm in Gesteinen, in höheren Konzentrationen in Alkalimagmatiten

Seltenerd-Fänger: Apatit, Allanit, Granat, Zirkon

6.2. Sm-Nd

Protonen

62 144Sm 

  147Sm 148Sm 149Sm 150Sm 

152Sm 

154Sm

61

   

   

           

60 142Nd 143Nd 144Nd 145Nd 146Nd 

148Nd 

150Nd Neutronen  

82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

147Sm 143Nd +

Ga

143Nd/144Nd = (143Nd/144Nd)initial + 147Sm/144Nd (et – 1)

6.2. Sm-Nd

Isochronenmethode

143Nd/144Nd

147Sm/144Nd

Gesamtgesteinsisochronen

Mineralisochronen

6.2. Sm-Nd

Lewisian Orthogneis

(NW Schottland)

Rb-Sr Wr: 2630 ± 140 Ma

Pb-Pb Wr: 2680 ± 60 Ma

U-Pb Zirkon: 2660 ± 20 Ma

Granulitfazielle Metamorphose

Sm-Nd WR-Isochrone:

2920 ± 50 Ma

MSWD 1.3

Protolithalter

6.2. Sm-Nd

Barberton Greenstone Belt

(Swaziland, Transvaal)

Komatiite

Basite

Selten felsische Gesteine

Metamorphose öffnete Rb-Sr und U-Pb Systeme: Widersprüchliche Daten, stratigraphisch jüngere Einheiten älter als stratigraphisch ältere.

3540 Ma bestätigt durch weitere Datierungen.

Ähnliche Situation in anderen Grünsteingürteln in S-Afrika, Kanada, Australien

6.2. Sm-Nd

Stillwater (Montana): Layered Intrusion, Kumulatkomplex

Später: U-Pb an Zirkon: 2713 ± 3 Ma

6.2. Sm-Nd

Metamorphose der Eklogite im Münchberger Gneisgebiet

6.2. Sm-Nd

Protolith-Alter der Eklogite im Münchberger Gneisgebiet

6.2. Sm-Nd

4.58 ± 0.05 Ma

6.2. Sm-Nd

11 Meteorite und Referenzlinie für 4.6 Ga

6 Meteorite; Rb-Sr Isochrone im Bereich des Fehlers mit Sm-Nd konkordant

6.2. Sm-Nd

6.3. Lu-Hf Datierung

6.3. Lu-Hf

Lu ist als REE in fast allen geologischen Proben vorhanden, selten > 5 ppm

Apatit: ~25 ppm

Granat: ~10 ppm

Zirkon, Biotit, REE-Minerale

175Lu: 97.4 %

176Lu: 2.6%

176Lu 176Hf (-, 97%)

176Yb (e.c., 3%)

Hf: in geringen Mengen weit verbreitet, oft getarnt hinter Zr oder Ti

6 natürliche Isotope

176Hf/177Hf = (176Hf/177Hf)initial + 176Lu/177Hf (et – 1)

T1/2 = 35 Ga

6.3. Lu-Hf

Amitsoq-Gneise, West Grönland:

Gut übereinstimmende Daten aus verschiedenen Datierungen um 3.6 Ga

Uneinigkeit über die Inter-pretation: Protolith-Alter oder Metamorphosealter?

6.4. Re-Os Datierung

6.4. Re-Os

Re und Os sind siderophile Elemente und treten im Gegensatz zu den bisher betrachteten Systemen vor allem in Erzmineralen auf:

Cu-Sulfide

Mo-Sulfide (Molybdänit MoS2 bis 1.9 % Re)

Fe-Meteorite

Konzentration in normalen Gesteinen im ppb-Bereich

Re besitzt 2, Os 7 natürliche Isotope

187 Re 187Os + -

187Os/186Os = (187Os/186Os)initial + 187Re/186Os (et – 1)

T1/2 = 45.6 Ga

6.4. Re-Os

WR-Isochrone für den Munro Township Komatiit, Ontario

U-Pb für Nachbareinheit Newton Tonship: 2.70 Ga;

Rb-Sr und Sm-Nd Daten waren gestört

6.4. Re-Os

Regression für 5 Eisenmeteorite und einen Chondrit: t = 4.55 Ga