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6. Isochronen-Methoden 6.1. Rb-Sr Datierung. 6.1. Rb-Sr 39 Protonen 38 84 Sr 86 Sr 87 S r 88 Sr 37 85 R b 87 R b Neutronen 4647484950 Rb und Sr als Spurenelemente.

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1 6. Isochronen-Methoden 6.1. Rb-Sr Datierung

2 6.1. Rb-Sr 39 Protonen Sr 86 Sr 87 S r 88 Sr R b 87 R b Neutronen Rb und Sr als Spurenelemente in vielen Gesteinen, selten als eigene Minerale, sondern getarnt: K Rb Ca Sr - -Zerfall T 1/2 = 48.8 Ga Zerfallskonstante war lange Zeit umstritten. Vorsicht bei Daten vor 1977 Zusammenstellung von Konstanten in Steiger & Jäger, 1977, Earth Planet. Sci. Lett.

3 6.1. Rb-Sr Z = Rb % 87 Rb % Z = Sr 0.56 % 86 Sr 9.87 % 87 Sr 7.04 % (abh. von Rb-Gehalt und Alter der Probe) 88 Sr82.53 %

4 6.1. Rb-Sr D = D 0 + D* 87 Sr gesamt = 87 Sr initial + 87 Sr* 87 Sr gesamt = 87 Sr initial + 87 Rb (e t - 1) 87 Sr/ 86 Sr = ( 87 Sr/ 86 Sr) initial + 87 Rb/ 86 Sr (e t – 1) t = 1/ ln [( D - D 0 ) / N + 1] t = 1/ ln [( 87 Sr/ 86 Sr - 87 Sr initial / 86 Sr initial ) / 87 Rb/ 86 Sr + 1] t wird als Modellalter bezeichnet, das nur dann geologisch relevant ist, wenn das System während der Zeit t geschlossen blieb und wenn das initiale Sr-Isotopenverhältnis bekannt ist (z.B. aus kogenetischem Apatit, der kein Rb einbaut)

5 6.1. Rb-Sr Die Isochronenmethode (Nicolaysen 1961) Voraussetzung: Serie kogenetischer Proben, die zum Zeitpunkt t ein gemeinsames, homogenes Sr-Isotopenverhältnis, aber verschiedene Rb-Gehalte hatten (RFA-Test) 87 Sr/ 86 Sr initial 87 Rb/ 86 Sr heute t= 0 Isotopen- Homogenisierung

6 6.1. Rb-Sr Granite im Regensburger Wald nordöstlich von Regensburg: Kristallgranit I: Granitmassiv etwa 20 x 37 km Der Kristallgranit II in Form von Gängen, die bis zu 100 m breit und mehrere km lang sein können.

7 6.1. Rb-Sr An den Norit-Komplex von Sudbury ist die größte Ni-Lagerstätte der Erde gebunden. Außerdem befinden sich dort bedeutende Vorkommen von Cu, Co und von Platinmetallen. Rb-Sr-Isochrone: 9 Gesamtgesteinsproben des Norits und zwei Mineralkonzentrate von Plagioklas aus diesem Norit.

8 Haibacher Gneis: Kristalliner Vorspessart, Mitteldeutsche Kristallinschwelle 6.1. Rb-Sr

9 Haibacher Gneis: geochemisch S-Typ-Granit, Sr-Initial deutet auf I-Typ-Komponente variskische amphibolitfazielle Metamorphose

10 6.1. Rb-Sr Intrusionsalter und post- magmatische hydrothermale Überprägung VIII I

11 6.1. Rb-Sr II IV V Systemstörung und Isochronen-Rotation infolge thermaler Überprägung

12 6.1. Rb-Sr Mineral-Isochronen: Einstufige Entwicklung: 87 Sr/ 86 Sr Biotit Kalifeldspat Gesamtgestein Apatit

13 6.1. Rb-Sr Mineral-Isochronen: Zweistufige Entwicklung: t Intrusiont Metamorphose

14 6.1. Rb-Sr 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr Mineral-Isochrone: Metamorphose Gesamtgesteins-Isochrone: Intrusion Init. Met Init. Magm Mineral-Isochrone zum Zeitpunkt vor der Metamorphose M1.1 WR1 M1.2 M1.3 WR2 M1.4 WR3

15 6.1. Rb-Sr Orthogneis Carn Chuinneag, Nordschottische Highlands: Intrusion: 548 Ma Kaledonische Regionalmetamorphose: 403 Ma

16 Mineral- oder Kleinbereichsisochronen: Zweistufige Entwicklung Metasedimente 87 Sr/ 86 Sr Zeit t Metamorphoset Sedimentation div. Minerale und Gesteinsfragmente der Liefergebiete Minerale des Metamorphits 6.1. Rb-Sr

17 Dissertation 1992 und Post-Doc-Projekt Christine Kukla Datierungsprojekt in Namibia

18 6.1. Rb-Sr Kleinbereichsprofil

19 6.1. Rb-Sr Kleinbereichsisochrone aus 31 Gesteinsscheiben und 2 Granatfraktionen

20 6.1. Rb-Sr Was kann mit der Isochronenmethode datiert werden? WR-Isochronen: Einstufiges Ereignis: Intrusion (Metamorphose) Das erste von zwei Ereignissen (Intrusion vor Metamorphose) Das zweite von zwei Ereignissen (eher selten bei großräumiger Homogenisierung Kleinbereichs- und Mineralisochronen: Einstufiges Ereignis: Intrusion, Metamorphose von Sedimenten Das zweite von zwei Ereignissen (Metamorphose nach Intrusion) Kombination von WR- und Mineralisochrone: Beide Ereignisse einer zweistufigen Entwicklung (Intrusion + Metamorphose Das zweite von zwei Ereignissen (Metamorphose nach Intrusion), wenn die Homogenisierung sehr großvolumig war

21 6.1. Rb-Sr Probleme - Mobilität von Rb und Sr (Alkali- bzw. Erdalkaligruppe) begünstigt eine Öffnung des Systems im Verlauf der Zeit t - partielle Rückstellung - Isochronenrotation (vgl. Aaregranit) - Unvollständige Homogenisierung, Diffusionshemmung an Schichtgrenzen (Kleinbereichsisochronen) - Zweipunkt-Isochronen: Keine Kontrolle, Fehlerquelle bei Bestimmung von Mineralaltern, z.B. Rb-Sr Biotitalter

22 6.1. Rb-Sr

23 Steinbruch Oedenthal, Orthogneis Steinbruch Michldorf, Paragneis Stefan Teufel, Diss. 1987


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