Rubidium-strontium dating

Flemming Muther August 8, 2016 R 5 0
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

Den rubidium-strontium dating metode er en radiometrisk datering teknik, der anvendes af forskere til at bestemme alderen af ​​sten og mineraler fra de mængder, de indeholder specifikke isotoper af rubidium og strontium.

Udvikling af denne proces blev hjulpet af tyske kemikere Otto Hahn og Fritz Strassmann, der senere gik på at opdage nuklear fission i December 1938.

Anvendeligheden af ​​rubidium-strontium isotop ordning fører fra det faktum, at Rb henfalder til Sr med en halveringstid på 48,8 milliarder år. Desuden Rb er en meget uforenelige element, der under fraktioneret krystallisation af kappen, forbliver i magmatiske smelter frem for at blive en del af mantle mineraler. Den radiogenic datter, Sr, er produceret i denne forfald proces, og blev produceret i runder af stjernernes nukleosyntese fra før oprettelsen af ​​solsystemet.

Forskellige mineraler i en given geologisk indstilling kan erhverve tydeligt forskellige forhold mellem radiogenic strontium-87 til naturligt forekommende strontium-86 gennem tiden; og deres alder kan beregnes ved at måle Sr / Sr i et massespektrometer, at kende mængden af ​​Sr stede, når stenen eller mineral dannet, og beregningen af ​​Rb fra en måling af Rb stede og kendskab til Rb / Rb Vægtforholdet.

Hvis disse mineraler krystalliseret fra samme kiselsyre smelte, hvert mineral havde den samme oprindelige Sr / Sr som forælder smelte. Men fordi Rb erstatninger for K i mineraler og disse mineraler har forskellige K / Ca-forhold, mineraler har haft forskellige RB / Sr nøgletal.

Under fraktioneret krystallisation, tendens til at blive Sr koncentreret i plagioclase, forlader Rb i væskefasen. Derfor kan Rb / Sr forhold i tilbageværende magma stige over tid, hvilket resulterer i klipper med stigende RB / Sr forhold med stigende differentiering. Højeste forhold forekommer i pegmatites.

Typisk RB / Sr stigninger i den rækkefølge plagioclase, hornblende, K-feldspat, biotit, muscovite. Derfor gives tilstrækkelig tid til betydelig produktion af radiogenic Sr, målt Sr / SR værdier vil være forskellige i de mineraler, stigende i samme rækkefølge.

Eksempel

For eksempel overveje tilfælde af en vulkansk klippe, såsom en granit, der indeholder flere store Sr-bærende mineraler, herunder plagioclase feldspat, K-feldspat, hornblende, biotit, og moskovitiske. Hver af disse mineraler har en anden indledende rubidium / strontium forhold afhængige af deres indhold af kalium, koncentrationen af ​​Rb og K i smelten og temperatur, ved hvilken mineralerne er dannet. Rubidium erstatninger for kalium i gitter af mineraler med en hastighed proportional med dens koncentration i smelten.

Det ideelle scenarie ifølge Bowen reaktion serien ville se en granit smelte begynde at krystallisere en kumulere samling af plagioclase og hornblende, hvilket er lavt i K, men høj i Sr, der forholdsmæssigt beriger smelten i K og Rb. Dette medfører så orthoclase og biotit, både K rige mineraler, hvori Rb kan erstatte, at udfældes. De resulterende RB-Sr nøgletal og Rb og SR mængderne af både de hele sten og deres komponenter mineraler vil være markant anderledes. Det således tillader en anden sats for radiogenic Sr at udvikle sig i de separate bjergarter og deres komponent mineraler som tiden skrider frem.

Beregning alder

Alderen på en prøve bestemmes ved at analysere flere mineraler i prøven. Den Sr / Sr-forholdet for hver prøve er plottet mod sin Rb / Sr-forholdet på en graf kaldes en isochron. Hvis disse danner en lige linje, så prøverne er konsekvente, og alderen sandsynligvis pålidelige. Hældningen af ​​linien dikterer alder af prøven.

Fejlkilder

Rb-Sr dating afhængig korrekt måling af Rb-Sr forhold af et mineral eller hel klippeprøve plus udlede en præcis Sr / Sr ratio for mineralske eller hele stenprøve.

Flere forudsætninger skal være opfyldt, før en Rb-Sr dato kan betragtes som repræsenterende tidspunktet for anbringelse eller dannelse af en klippe.

  • Systemet skal være forblevet lukket for Rb og Sr diffusion fra det tidspunkt, hvor klippen dannede eller faldt under temperaturen lukning;
  • De mineraler, som er taget fra en klippe til at konstruere en isochron skal have dannet i kemisk ligevægt med hinanden eller i tilfælde af sedimenter, deponeres samtidigt;
  • Stenen må ikke have undergået nogen metasomatism som kunne have forstyrret Rb-Sr systemet enten termisk eller kemisk

En af de store ulemper ved at anvende Rb og Sr at udlede en radiometrisk dato er deres relative mobilitet, især i hydrotermiske væsker. Rb og Sr er relativt mobile alkaliske elementer, og som sådan er relativt nemt flyttes rundt af de varme, ofte kulsyreholdige hydrotermiske væsker til stede under metamorphism eller magmatism.

Omvendt kan disse væsker metasomatically ændre en sten, indførelse af nye Rb og Sr ind i klippen ændring. Rb-Sr kan derefter anvendes på det ændrede mineralogien til dato tidspunktet for denne ændring, men ikke det tidspunkt, hvor rock dannet.

Således tildele alder betydning for et resultat kræver studere metasomatic og termiske historie af klippen, eventuelle metamorfe begivenheder og tegn på væske bevægelse. En Rb-Sr dato, som er i strid med andre geochronometers kan ikke være ubrugelig, kan det være at levere data på en begivenhed, som ikke repræsenterer en alder af dannelsen af ​​klippen.

Anvendelser

Geokronologi

Rb-Sr dating metode er blevet udbredt i dating klipper. Hvis den oprindelige mængde af Sr er kendt eller kan ekstrapoleres, kan alder bestemmes ved måling af Rb og Sr koncentrationer og Sr / Sr forhold. Datoerne angiver sande alder af mineralerne, hvis klipperne ikke er blevet ændret efterfølgende.

Det vigtigt begreb i isotopisk sporing er, at Sr afledt af alle de mineralske gennem forvitring, vil få den samme Sr / Sr som mineralet.

Isotop geokemi

Indledende Sr / SR nøgletal er et nyttigt redskab i arkæologi, retsvidenskab og palæontologi, fordi Sr / Sr af et skelet, muslingeskal eller endog en ler artefakt er direkte sammenlignelige med de kildebjergarter, hvorpå den blev dannet, eller hvorpå organismen levede. Således ved at måle den aktuelle dages Sr / Sr-forholdet kan måles den geologiske fingeraftryk af et objekt eller skelet,, så migrationsmønstre, der skal fastlægges.

Strontium isotop stratigrafi

Strontium isotop stratigrafi afhængig af anerkendte variationer i Sr / Sr forhold af havvand over tid. Anvendelsen af ​​Sr isotop stratigrafi er generelt begrænset til karbonat prøver, som Sr havvand kurven veldefinerede. Dette er velkendt for Cenozoic tidsplan, men på grund dårligere bevarelse af karbonat sekvenser i Mesozoic og tidligere, er det ikke helt forstået for ældre sekvenser.

I ældre sekvenser diagenetic ændring kombineret med større usikkerheder i estimering absolutte aldre på grund af manglende overlapning mellem andre geochronometers fører til større usikkerhed i den præcise udformning af Sr isotop havvand kurve.

  Like 0   Dislike 0
Forrige artikel Studs Terkel
Næste artikel Yakovlev AIR-7
Kommentarer (0)
Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha