Vojtěch Janoušek: IV. Principy geochronologie

Vojtěch Janoušek:

IV. Principy geochronologie

Úvod

IV. Principy geochronologie • • • • • • • •

Radioaktivní, radiogenní a stabilní izotopy Výpočet stáří a iniciálního poměru Výpočet stáří metodou izochrony Alternativy izochronového diagramu, diagram podle Provosta a metoda Bootstrap Vývoj pozemského Nd, hodnoty epsilon a Nd modelová stáří Systém U-Pb a datování akcesorických minerálů, konkordie a diskordie, Tera-Wasserburgův diagram, studium interní struktury zirkonu a interpretace diskordantních dat Evaporační metoda, SHRIMP, LA ICP MS a datování monazitu elektronovou mikrosondou Princip datování pomocí nerovnováhy v rozpadové řadě, datování metodami 234U excess a 230Th excess Geochronologie - obecně

Radiogenní/radioaktivní/stabilní izotopy

Geochronologie - obecně


Treatise on Geochemistry kap. 3.08: Geochronology and Thermochronology in Orogenic Systems (K. V. Hodges) Geochronologie - obecně


• • •

radioaktivní izotop (87Rb, 147Sm, ...) radiogenní izotop (87Sr, 143Nd, ...) stabilní izotop (86Sr, 144Nd, ...)

147

α 143 Sm  → Nd

−β 87 Rb → Sr −β 176 176 Lu → Hf −β 187 187 Re → Os ........ 87


Výpočet stáří a iniciálních poměrů

• • •

•

radioaktivní izotop (87Rb, 147Sm, ...) radiogenní izotop (87Sr, 143Nd, ...) stabilní izotop (86Sr, 144Nd, ...) R (radioaktivní izotop ku stabilnímu) např. (87Rb/86Sr) , (147Sm/144Nd) I (radiogenní izotop ku stabilnímu) např. (87Sr/86Sr), (143Nd/144Nd) Geochronologie - obecně


(

)

I = I i + R e λt − 1 143

Nd = 144 Nd

Nd 147 Sm λt (e − 1) + 144 Nd i 144 Nd 143

87 Sr 87 Sr Rb λt ( = + e − 1) 86 86 86 Sr Sr i Sr 176 176 Hf 176 Hf Lu λt (e − 1) = + 177 177 177 Hf Hf i Hf 87

187

Os = 186 Os

187

Os + 186 Os i

187

Re

186

Os

(e

λt

)

−1

  1  t = ln λ   

 Nd 143 Nd  − 144 144 Nd Nd i + 1 147  Sm  144 Nd  143

 I − Ii  t = ln + 1 λ  R  1

etc. Geochronologie - obecně


t=

• Poměr R spočten z koncentrací prvků získaných ID, ICP, XRF…, např. 87 Rb  Rb   Sr  + = 2 . 6939 0 . 2832    86 86 Sr  Sr   Sr 

87

143 Sm  Sm   Nd  + = 0 . 53151 0 . 14252   144 144 Nd  Nd   Nd  147


 I − Ii  + 1 ln λ  R  1

Princip metody izochron (příklad: Rb/Sr systém)

Iniciální poměry získány • •

minerál bez radioaktivního prvku (apatit – žádné Rb) minerál s velkou převahou radioaktivního prvku (lepidolit – bohatý Rb)

t=

 I − Ii  + 1 ln λ  R  1

Metoda izochron Vzorky definují izochronu, pokud jsou: • kogenetické (stejný zdroj – mají shodný iniciální poměr) • stejně staré • uzavřený izotopový systém po celou historii • (existuje dostatečný rozptyl ve složení, tj. poměrech 87Rb/86Sr)


Princip metody izochron

(

)

I = I i + R e λt − 1

y = a + bx

I

Ii

R intercept a iniciální poměr

sklon b ~ stáří


t=

1

λ

ln (b + 1)


Minerální izochrona (mineral isochron)

Biotit

K-živec Amfibol Plagioklas



Horninová izochrona (whole-rock isochron)

Hornina 4

Hornina 3 Hornina 2 Hornina 1



magmatické stáří

metamorfóza (izotopová homogenizace)

apatit

Stáří (Ma) Geochronologie - obecně

současné složení


izotopová homogenizace

plagioklas

hornina

amfibol



MSWD = Mean Squared Weighted Deviates:

MSWD =

Vážená lineární regrese (York 1969)

S n−2

Izochrony: MSWD ~ 1, Errorchrony: MSWD >>1 „Error expansion“:

σ exp = σ MSWD Kullerud 1991 Geochronologie - obecně


Software používaný pro vynášení izochron a výpočty stáří

Isochron

(Provost 1990)

France

Pascal

Isoplot

(Ludwig 1993)

USA

QuickBasic

Isoplot/Ex

(Ludwig 2012)

USA

Excel Macro

Vážená lineární regrese (York 1969)



Měření koncentrací Rb a Sr a Sr izotopického poměru dvou vzorků monzogabra dalo následující výsledky:

Vzorek

Rb (ppm)

Sr (ppm)

87Sr/86Sr

Gbl-1

138.2

547.5

0.71114

Gbl-2

171.0

221.3

0.71863

1.

Spočtěte poměry 87Rb/86Sr.

2.

Určete iniciální poměry před 300 Ma.

3.

Jaké stáří dává dvoubodová izochrona proložená oběma vzorky? Geochronologie - obecně


87 Rb  Rb   Sr  + = 2 . 6939 0 . 2832    86 86 Sr  Sr   Sr 

87

87

Sr = 86 Sr

87

Sr + 86 Sr i

t=

1

λ

Rb λt (e − 1) 86 Sr

87

ln (b + 1)

λ = 1.42 . 10-11 let-1


(1: 0.73083, 2.23885; 2: 0.7080, 0.7091 3: 348.9 Ma)

Alternativy izochronového diagramu

Rb–Sr izotopová data pro granit Agua Branca, Brazílie (Xafi da Silva, et al. 1986 in Provost 1990)

Vylepšený izochronový diagram (Provost 1990)



Rb–Sr izotopová data pro leukogranulity z holubovského vrtu, masív Blanského lesa (Janoušek et al. 2004)



Metoda Bootstrap (Diaconis & Efron 1983; Kalsbeek & Hansen 1989)



Rb–Sr izotopová data pro leukogranulity z holubovského vrtu, masív Blanského lesa (Janoušek et al. 2004)

Metoda Bootstrap (Diaconis & Efron 1983; Kalsbeek & Hansen 1989)


Vývoj Nd na Zemi

•

Vývoj pozemského Nd vysvětlován pomocí modelu primitivního plášťového rezervoáru se Sm/Nd poměrem chondritů, tzv. CHUR (Chondritic Uniform Reservoir nebo Bulk Earth: DePaolo 1988) se současným složením: 147Sm/144Nd

= 0.1967 143Nd/144Nd CHUR = 0.512638 (Jacobsen & Wasserburg 1980) CHUR


Vývoj Nd na Zemi

Lanthanidová kontrakce

Iontový poloměr pro šestičetnou koordinaci

Iontový poloměr (nm)

Iontový poloměr pro osmičetnou koordinaci

(Nd větší a tedy i více nekompatibilní než Sm)


Vývoj Nd na Zemi

Tavenina Sm/Nd poměr < CHUR

Parciální tavení CHUR

Sm/Nd poměr > CHUR

Tavenina — ochuzena Sm, Sm/Nd poměr nižší než CHUR

Reziduum tavení

Reziduum — nabohacené Sm, vyšší Sm/Nd poměr takové plášťové domény pak časem vyvinou 143Nd/144Nd poměry vyšší než CHUR (tzv. ochuzený plášť = Depleted Mantle, DM – DePaolo 1988)


Vývoj Nd na Zemi

malé rozdíly v 143Nd/144Nd → iniciální poměry Nd izotopů se běžně vyjadřují ve formě εNd (+ odstranění efektu různé normalizace):

i ε Nd

   143 Nd VZ     144     Nd  4 i 1 × 10 − =  CHUR    143 Nd       144  Nd   i  

Kde: index „i“ značí iniciální poměr, VZ = vzorek, CHUR = Chondritic Uniform Reservoir Geochronologie - obecně

Nd modelová stáří

• při diferenciaci pokles Sm/Nd poměru, proto se plášť vyvíjí k vyšším 143Nd/144Nd než kůra

Modelové stáří je okamžik v minulosti, kdy Nd izotopické složení vzorku bylo identické se zvoleným rezervoárem (nejčastěji CHUR nebo ochuzený plášť — DM).

Jednostupňová Nd m.s.:

0 0  I SA  − I DM T = ln 0 + 1 0 λ  RSA − RDM 

1



Současné složení ochuzeného pláště (DM): 147Sm/144Nd DM 143Nd/144Nd DM

= 0.222

= 0.513114

(Michard et al. 1985)

Jednostupňová modelová stáří mají smysl, pokud: 1. je známý izotopický vývoj zdroje 2. všechen materiál vzorku byl odvozen v průběhu jediné události 3. poměr Sm/Nd se nezměnil od separace ze zdroje Geochronologie - obecně


Ad 2) Modelová stáří pro vyvřelé horniny ze smíšeného zdroje nelze správně interpretovat (Arndt & Goldstein 1987)



Ad 3) Felsické horniny většinou nevznikají přímo z pláště – jednostupňový model nevyhovuje

Dvoustupňová Nd m.s.:



Dvoustupňová Nd modelová stáří: Nd DM

T

(

)(

)

0 0 0 0  I SA  − e λt − 1 RSA − RCC − I DM = ln + 1 0 0 RCC − RDM λ  

1

(

)

DM = ochuzený plášť, CC = průměrný krustální rezervoár, SA = vzorek,

(Liew & Hofmann (1988)

t = krystalizační stáří vzorku, 0 = současné poměry 0

I DM = 0.513151

0

R DM = 0.219 Geochronologie - obecně

0

R CC = 0.12


Analýza jílové břidlice dala poměry 147Sm/144Nd = 0.1008 a 143Nd/144Nd = 0.511802.

1.

Spočtěte iniciální poměr

2.

Určete jednostupňová modelová stáří vzhledem k CHUR a ochuzenému plášti.

143Nd/144Nd

a hodnotu ε před 200 Ma.

CHUR = modelový plášť o současném složení 147Sm/144NdCHUR = 0.1967 a 143Nd/144Nd CHUR = 0.512638 (Jacobsen & Wasserburg, 1980) Současné složení modelového ochuzeného pláště (DM): 147Sm/144Nd 143Nd/144Nd DM = 0.222, DM = 0.513114 (Michard et al., 1985)



143 Sm  Sm   Nd  =  0.53151 + 0.14252 144  144 Nd  Nd   Nd  147

i ε Nd

   143 Nd VZ     144     Nd  4 i 1 × 10 − =  CHUR    143 Nd       144  Nd i  

TDM

143

Nd = 144 Nd

143

Nd + 144 Nd i

Sm λt (e − 1) 144 Nd 147

   143 Nd VZ  143 Nd  DM    −  144  144   1   Nd  0  Nd  0 + 1 = ln λ   147 Sm VZ  147 Sm  DM      −    144   144 Nd  Nd 0  0   (1: 0.511670, -13.87; 2: 1.33 Ga, 1.66 Ga)

λ = 6.539 × 10-12 let –1 Geochronologie - obecně


Použití modelových stáří

• Mafické horniny: jednostupňové modely • Felsické horniny: dvoustupňová modelová stáří



Použití modelových stáří:

• průměrná stáří (crustal residence ages) různých korových segmentů (jílové břidlice, pararuly), i v hloubce (granitoidy, kyselé vulkanity) • stáří zdrojových oblastí klastických sedimentárních hornin (recentní říční systémy)




U–(Th)–Pb datování akcesorických minerálů

Uran spolu s Th prvek skupiny aktinoidů; má tři přírodní izotopy: 235U a 238U jsou radioaktivní a tvoří rozpadové řady s konečnými produkty 207Pb a 206Pb; 234U je přechodným členem rozp. řady 238U Thorium má šest přírodních izotopů, jen 232Th má dlouhý poločas rozpadu (rozpadová řada s konečným produktem 208Pb). Izotopy 227, 228, 230, 231 a 234 jsou přechodnými členy rozpadových řad 232Th, 235U a 238U Geochronologie - obecně

U → 207 Pb

235

λ235 = 9.8485 × 10-10 y-1

U → 206 Pb

238

λ238 = 1.55125 × 10-10 y-1 238U/235U

232

= 137.88

Th  → 208 Pb

λ232 = 4.9475 × 10-11 y—1




Konkordantní stáří: t(207Pb/206Pb) = t(207Pb/235U) = t(206Pb/238U) = t(208Pb/232Th)

Diskordantní stáří: díky ztrátě olova z mřížky minerálu poškozené α částicemi nebo zisku U či Th t(207Pb/206Pb) > t(207Pb/235U) > t(206Pb/238U) > t(208Pb/232Th)

konkordie = křivka, na níž padnou konkordantní vzorky: t(207Pb/235U) = t(206Pb/238U) Geochronologie - obecně

Concordia diagram

Pro materiál s malým množstvím obyčejného olova (common lead, neradiogenní Pb) je určen Wetherillův graf 206Pb*/238U–207Pb* /235U (Concordia diagram)

*

(používán většinou pro U-bohaté akcesorie jako zirkon nebo monazit) 207

(

)

Pb * = e λ2 t − 1 235 U

206

(

*

)

Pb * = e λ1t − 1 238 U


Concordia diagram

Zakřivení konkordie je díky menšímu poločasu rozpadu 235U

*

207Pb*, 206Pb*=

radiogenní Pb (opravené na obyčejné olovo);

Konkordantní analýza

Tato oprava:  dvojstupňový model — Stacey & Kramers (1975)

Diskordantní analýza

 měřením kogenetického galenitu nebo živce Geochronologie - obecně

*

Tera-Wasserburgův diagram

Tera-Wasserburg (1972) Výhody:

Nedávná ztráta Pb, zisk U

• odpadají problémy s korelací obou koordinát • výhodou je větší zakřivení – hlavně pro mladší zirkony • lépe se rozpoznají recentní ztráta Pb nebo přínos U (subhorizontální posuny)

(Parrish & Noble 2003) Geochronologie - obecně

Modely interpretace diskordantních dat

model epizodické ztráty Pb • krystalizační stáří t0, v době t1 částečná ztráta Pb • vzorky se posouvají po spojnici krystalizační stáří (t0) – počátek podle velikosti této ztráty • s časem body s různou ztrátou olova stále definují přímku (tzv. diskordii), protínající konkordii ve dvou bodech, t0 a t1 NELZE interpretovat, bylo-li epizod ztráty Pb více! Geochronologie - obecně


model míšení  např. dvě populace různě starých zrn (starší jádra krystalů – inheritance)  spodní průsečík datuje intruzi



difúzní model

(podle Tiltona 1960)

• body leží na difúzní křivce, jejíž horní část je téměř lineární; spodní průsečík nemá smysl • hraje roli zřejmě jen pro archaické zirkony



dilatační model  při výzdvihu v době t1 dojde k poklesu litostatického tlaku a díky tomu i úniku rozpuštěného Pb ve vodě z kanálků metamiktních zirkonů  spodní průsečík datuje výzdvih (=exhumaci)

alterační model  alterované zóny zirkonů dávají mladší stáří  spodní průsečík často ~ 0 Ma

rekrystalizace při nízkých T  narušení struktury a rekrystalizace při nízkých teplotách (T ~ 300 ºC) metamiktní zirkony ztrácejí Pb (další diskuze: Mezger & Krogstad, 1997) Geochronologie - obecně


Snížení stupně diskordance • Pečlivý výběr nealterovaných zrn (handpicking) • Magnetická separace (nejméně magnetických zrn) (Krogh 1982a)

(Dickin 1995) Geochronologie - obecně


Snížení stupně diskordance • Pečlivý výběr nealterovaných zrn (handpicking)

Před

• Magnetická separace (nejméně magnetických zrn) • Abraze (Krogh 1982b)

Po



(Parrish & Noble 2003)


Studium interní struktury zirkonových krystalů

• BSE (zpětně odražené elektrony, back-scattered electrons) • CL (katodová luminescence, cathodoluminescence)


Studium interní struktury zirkonových krystalů

BSE - jasnější partie s vyšší průměrnou atomovou hmotností CL – různé hypotézy, vysvětlující aktivační mechanismy • většinou CL intenzita klesá s rostoucími obsahy U a Th, a dostáváme fotografie inverzní k BSE (?poškození krystalové mřížky radiací, Nasdala et al. 2003)

CL


BSE

MAGMATICKÉ STÀDIUM

NOVÝ RŮST

REKRYSTALIZACE INHERITANCE & REKRYSTALIZACE

Granulity, Lišov (Janoušek et al. 2006) Geochronologie - obecně


Konvenční U–Pb datování • stáří intruzívních hornin (zirkon, monazit, titanit, apatit, rutil…) lépe kyselé granitoidy (vysoké obsahy zirkonu), pro bazičtější horniny (diority a gabra) je třeba velkých vzorků (i 50–80 kg) zirkony kyselých magmatitů, zvláště fanerozoických, mívají často značné množství inheritance; zirkony bazičtějších hornin – nižší obsahy U, proto se hůře analyzují, ale mají tendenci být více konkordantní • stáří metamorfózy (zirkon, monazit, titanit, apatit, granát, glaukofán), u metamorfovaných vyvřelých hornin často i protolitu (zirkon)


Evaporační metoda

Evaporační metoda (Kober 1986 a 1987) • dvojité Re vlákno, na jednom upevněn krystal zirkonu, zahříván na ca.1400–1500 ºC • dochází k přeměně zirkonu na baddeleyit, reakce postupuje do středu krystalu 1. krok: odpaření radiogenního Pb, spolu s ZrO2 a SiO2, jejich usazení na druhém vlákně (5–10 min) 2. krok: analýza izotopického složení tohoto Pb opakuje se pro stále vyšší T (odpařování lépe vázaného Pb, od okrajů ke středu zrna) Geochronologie - obecně

Evaporační metoda

Výhody • rychlá, levná metoda (nevyžaduje přípravu několika čistých minerálních frakcí, odpadají chemické separace) • stáří jednotlivých zrn (např. provenance sedimentů...)

Nevýhody

• počítají se 207Pb/206Pb stáří (tj. předpokládá se, že je zirkon konkordantní) = minimální stáří • ne tak přesná jako konvenční datování (Kröner et- al. 1998) Geochronologie obecně

SHRIMP

SHRIMP

• in-situ analýza, sekundární paprsek Pb iontů způsobený bombardováním vzorku proudem lehkých iontů (nejčastěji kyslíku) (SIMS)

Výhody

• datování přímo ve výbruse • stáří jednotlivých zón v rámci studovaného krystalu • (v kombinaci s CL, BSE) – např. interpretace zirkonů se složitou inheritancí, z polymetamorfních terénů • vysoké rozlišení (lepší než ~ 10-20 µm)

Nevýhody • složitá instrumentace (interference) • dlouhá doba měření (~ 30 min.) • drahá, málo dostupná metoda Geochronologie - obecně

SHRIMP

Granulity ze Saského masívu (Kempe et al., 2000)


SHRIMP

Granulit, Prachatický masív (Kröner et al. 2000) Geochronologie - obecně

LA ICP-MS

LA ICP-MS Výhody • • • •

datování přímo ve výbruse stáří jednotlivých zón v rámci studovaného krystalu výrazně levnější než SHRIMP mnohem rychlejší, analýza trvá několik minut

Nevýhody • složitá instrumentace (interference) • několikrát menší rozlišení, o něco nižší přesnost než SHRIMP Srovnání SIMS a LA ICP-MS datování zirkonu (Košler & Sylvester 2003) Geochronologie - obecně

LA ICP-MS

Granulity, Lišov (Janoušek et al. 2006)


Datování monazitu elektronovou mikrosondou Chemické datování monazitu elektronovou mikrosondou (CHIME) (Suzuki et al. 1994, Montel et al. 1996) Pb =

[

]

[

[

]

]

Th λ232 t U U 0.9928 eλ238 t − 1 206 + 0.0072 eλ235 t − 1 207 − 1 208 + e 232 238.04 238.04

Výhody

(Montel et al. 1996)

• datování přímo ve výbruse • extrémně rychlá a levná metoda, ideální pro studium neznámých (polymetamorfních) terénů, provenanci sedimentů

Nevýhody

• nepřesná stáří • veškeré Pb se považuje za radiogenní (nelze aplikovat opravu na ‘common lead’) Geochronologie - obecně

(Cocherie et al. 1998) Geochronologie - obecně

Datování monazitu elektronovou mikrosondou

(a)

(a)

(Cocherie et al. 1998) Geochronologie - obecně


(Goncalves et al. 2005)

Datování pomocí nerovnováhy v rozpadové řadě

Princip •

238U, 235U

a 232Th se nerozpadají na stabilní izotopy Pb přímo, nýbrž tvoří rozpadové řady

• v rozpadové řadě rychlost rozpadu dceřiného a mateřského izotopu má tendenci k ustavení rovnováhy (secular equilibrium) Geochronologie - obecně

Datování pomocí nerovnováhy v rozpadové řadě • rovnováha nastane vždy po stejné době a poměr mateřského (P) a dceřiného (D) izotopu se pak již nemění, množství atomů je nepřímo úměrné rozpadové konstantě dN = −λ0 N 0 = −λ1 N1 = −λ2 N 2 ... dt • před dosažením rovnováhy je rychlost změny počtu atomů 1. dceřiného prvku, tj. 2. v rozpadové řadě, dána rozdílem mezi rychlostí, kterou tento prvek vzniká a rychlostí, kterou se rozpadá: dN = λP N P − λD N D dt • po dosažení rovnováhy jsou aktivity (tj. počet rozpadů za daný čas) obou izotopů stejné, tedy: 0 = λP N P − λD N D dN D dN P = dt dt Geochronologie - obecně

Datování pomocí nerovnováhy v rozpadové řadě • Pokud přírodní procesy jako zvětrávaní a sedimentace vedou k narušení sekulární rovnováhy, mohou být datovány (metody daughter-excess a daughter-deficiency)

(Dickin 1995)



• V SI je aktivita udávána v becquerelech (Bq = 1 rozpad/s), • starší jednotkou je Curie (Ci, 3.7×1010 Bq), • měření se realizuje alfa spektrometry nebo hmotovými spektrometry 234U

(závorky níže znamenají aktivity)

excess

• (234U)/(238U) po dosažení rovnováhy = 1 • tento poměr ale může být v některých horninách, především sedimentárních, vyšší (dokonce > 10), protože 234U je uvolňováno při zvětrávání přednostně (je vázáno v partiích krystalové mřížky porušených α rozpadem a také má tendence se vyskytovat jako +VI, tedy rozpustný iont)

(

) (

U =

234

) (

U +

238

234

U

)

Excess 234U

U


současnost

Datování pomocí nerovnováhy v rozpadové řadě 234U

excess

• Protože aktivita 238U se prakticky nemění v datované době (má v porovnání s 234U dlouhý poločas rozpadu):

(

) = ( U) −( ( U) = ( U) e

234

U

0

234

234

U

) (

U =

234

238

U

U

234

(

0

0

)

zákon radioaktivního rozpadu

− λ 234 t

U

) ((

U +

238

) ( 0

U −

234

počáteční stav

))

U e − λ234 t

238

Excess 234U Geochronologie - obecně

Datování pomocí nerovnováhy v rozpadové řadě 234U

• Uran má dlouhou dobu setrvání v mořské vodě (>300 tis. let), a poměr (234U)/(238U) je proto konstantní (1.14 ± 0.03).

(

• Uran se váže především do karbonátů => metoda je vhodná pro datování korálů (až 1 Ma)

  234U 0  − λ t  234U   238  = 1 +   238  − 1e 234   U   U  

) (

U =

234

) ((

U +

238

excess

) ( 0

U −

234

• nepoužitelná pro sladké/brakické vody • nevhodná i pro HT aplikace, protože pak se krystalová mřížka sama opravuje (annealing) a 234U/238U pak nefrakcionují Geochronologie - obecně

1.14

))

U e − λ234 t

238

230Th- 238U

Excess 230Th • Thorium je málo mobilní, navíc má krátkou dobu setrvání v mořské vodě (c. 350 let)

0

 230Th   230Th  − λ230 t  232  =  232  e  Th U  Th 

• Chování má tedy opačné než uran, který je mobilní především v oxidovaném stavu a má dlouhou dobu setrvání v oceánu • V sedimentech 230Th vzniklé rozpadem 238U se téměř okamžitě adsorbuje na povrch sedimentu => excess

…. Pozor ! Složitá matematika….



230Th- 238U

Datování sedimentů: • metoda je vhodná pro určování rychlosti sedimentace (např. růst manganových nodulí) • datování korálů (neobsahují téměř žádné Th), především studium fluktuace mořské hladiny (poslední doba ledová, c. 150 tis. let)


Datování pomocí nerovnováhy v rozpadové řadě 230Th- 238U

izochrony

Mineráll Minerál2

Faure (1986)

Datování vyvřelých hornin: • na počátku různé poměry U/Th a stejné poměry (230Th)/(232Th) pro jednotlivé minerály nebo lávy • Pak snaha dosáhnout rovnováhy => rotace

 230Th   238U  lim 232  =  232  t →∞  Th   Th 


Použitá a doporučená literatura

•

ALLÈGRE C. J. 2008. Isotope Geology. Cambridge University Press.

•

ARNDT N.T. & GOLDSTEIN S.L. 1987. Use and abuse of crust-formation ages. Geology 15: 893–895.

•

BOURDON B., HENDERSON G.M., LUNDSTROM C.C., TURNER S.P. (eds) 2003. Uraniumseries Geochemistry. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, vol. 52. Mineralogical Society of America and Geochemical Society, Washington.

•

COCHERIE, A. et al. 1998. Geochronology of polygenic monazites constrained by in situ microprobe Th-U-total lead determination: implications for lead behaviour in monazite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 62, 2475-2497.

•

CORFU, F. et. al. 2003. Atlas of zircon textures. In: HANCHAR, J. M & HOSKIN, P. W. O. (eds): Zircon. Mineralogical Society of America and Geochemical Society. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 53, Washington, pp. 469-503.

•

DEPAOLO D.J. 1988. Neodymium Isotope Geochemistry.– Springer, Berlin.

•

DICKIN AP (2005) Radiogenic Isotope Geology. Cambridge University Press, Cambridge.

•

FAURE G. 1986. Principles of Isotope Geology.– J. Wiley & Sons, Chichester.

•

FAURE G., MENSING T.M. 2004. Isotopes: Principles and Applications. Wiley, New Jersey.

•

GEYH M.A. & SCHLEICHER H. 1990. Absolute Age Determination.– Springer Verlag, Berlin. Geochronologie - obecně

Použitá a doporučená literatura •

GONCALVES, P., WILLIAMS, M. L. & JERCINOVIC, M. J., 2005. Electron-microprobe age mapping of monazite. American Mineralogist, 90, 578-585.

•

JACOBSEN S.B. & WASSERBURG G.J. 1980. Sm–Nd evolution of chondrites. Earth Planet. Sci. Lett. 50: 139–155.

•

JANOUŠEK, V. et al. 2004. Deciphering petrogenesis of deeply buried granites: whole-rock geochemical constraints on the origin of largely undepleted felsic granulites from the Moldanubian Zone of the Bohemian Massif. Transactions of the Royal Society of Edinburgh, Earth Sciences, 95, 141-159.

•

JANOUŠEK,V. et al. 2006. Low-pressure granulites of the Lišov Massif, Southern Bohemia: Viséan metamorphism of Late Devonian plutonic arc rocks. Journal of Petrology, 47, 705-744.

•

KOBER, B., 1986. Whole-grain evaporation for 207Pb/206Pb-age-investigations on single zircons using a double-filament thermal ion source. Contributions to Mineralogy and Petrology, 93, 482-490.

•

KOBER, B., 1987. Single-zircon evaporation combined with Pb+ emitter bedding for 207Pb/206Pbage investigations using thermal ion mass spectrometry, and implications to zirconology. Contributions to Mineralogy and Petrology, 96, 63-71.

•

KROGH, T. E., 1982a. Improved accuracy of U-Pb zircon dating by selection of more concordant fractions using a high gradient magnetic separation technique. Geochimica et Cosmochimica Acta, 46, 631-635.

•

KROGH, T. E., 1982b. Improved accuracy of U–Pb zircon ages by the creation of more concordant systems using an air abrasion technique. Geochimica et Cosmochimica Acta, 46, 637-649. Geochronologie - obecně


•

KRÖNER, A. et al. 1998. Further evidence for an early Carboniferous (c. 340 Ma) age of highgrade metamorphism in the Saxonian granulite complex. Geologische Rundschau, 86, 751-766.

•

KRÖNER, A. et al. 2000. Zircon ages for high pressure granulites from South Bohemia, Czech Republic, and their connection to Carboniferous high temperature processes. Contributions to Mineralogy and Petrology, 138, 127-142.

•

KULLERUD, L. 1991. On the calculation of isochrons. Chemical Geology (Isotope Geoscience Section) 87, 115–124.

•

LUDWIG K.R. 1993. Isoplot, a plotting and regression program for radiogenic-isotope data, version 2.60.– US Geological Survey Open-File Report 91–445, pp. 1-40.

•

LUDWIG K. R. 2012. Isoplot/Ex version 3.75. A geochronological toolkit for Microsoft Excel, User's Manual. Berkeley Geochronology Center Special Publications 5, pp 1–75.

•

LUGMAIR G.W. & MARTI K.1978. Lunar initial 143Nd/144Nd: differential evolution line of the lunar crust and mantle.– Earth Planet. Sci. Lett. 39: 349–357.

•

MEZGER, K. & KROGSTAD, E. J., 1997. Interpretation of discordant U–Pb zircon ages: An evaluation. Journal of Metamorphic Geology, 15, 127-140.

•

MICHARD A., GURRIET P., SOUDANT M. & ALBARÉDE F. 1985. Nd isotopes in French Phanerozoic shales: external vs. internal aspects of crustal evolution: Geochim. Cosmochim. Acta 49: 601–610. Geochronologie - obecně


•

MONTEL, J. M. et al. 1996. Electron microprobe dating of monazite. Chemical Geology, 131, 37-53.

•

NASDALA, L. et. al. 2003. Spectroscopic methods applied to zircon. In: Hanchar, J. M. & Hoskin, P. W. O. (eds): Zircon. Mineralogical Society of America and Geochemical Society Reviews in Mineralogy and Geochemistry 53, Washington, 427-467.

•

PARRISH, R. R. & NOBLE, S. R., 2003. Zircon U-Th-Pb Geochronology by Isotope Dilution Thermal Ionization Mass Spectrometry (ID-TIMS). In: HANCHAR, J. M & HOSKIN, P. W. O. (eds): Zircon. Mineralogical Society of America and Geochemical Society. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 53, Washington, 183-213.

•

PROVOST A. 1990. An improved diagram for isochron data. Chemical Geology (Isotope Geoscience Section) 80, 85–99.

•

STACEY, J. & KRAMERS, J., 1975. Approximation of terrestrial lead isotope evaluation by a two-stage model. Earth and Planetary Science Letters, 26, 207-221.

•

STEIGER R.H. & JÄGER E. 1977. Subcommission on geochronology: convention on the use of decay constants in geo- and cosmochronology. Earth Planet. Sci. Lett. 36: 359–362.



•

SUZUKI, K., ADACHI, M. & KAJIZUKA, I., 1994. Electron microprobe observations of Pb diffusion in metamorphosed detrital monazites. Earth and Planetary Science Letters, 128, 391405.

•

TERA, F. & WASSERBURG, G. J., 1972. U-Th-Pb systematics in three Apollo 14 basalts and the problem of initial Pb in lunar rocks. Earth and Planetary Science Letters, 14, 281-304.

•

TILTON, G. R., 1960. Volume diffusion as a mechanism for discordant lead ages. Journal of Geophysical Research, 65, 2933-2945.

•

XAFI DA SILVA J.J., ALBERTO DOS SANTOS C. & PROVOST A. 1986. Granito Serra do Acari: geologia e implacação metalogenética (folha Rio Mapuera, NW do estado do Pará). Proc. 2nd Symp. on Geology of Amazônia, Belém, Vol. 2. Soc. Bras. Geol., São Paulo, pp. 93–109.

•

YORK D. 1969. Least-squares fitting of a straight line with correlated errors.– Earth Planet. Sci. Lett., 5: 320–324.


Webové odkazy

•

Cornell University – Isotopic Geology http://www.geo.cornell.edu/geology/classes/Geo656/656home.html

•

Dickin – Radiogenic Isotopes Geology http://www.onafarawayday.com/Radiogenic/

•

Flashed teaching resources in geology http://webgeology.alfaweb.no/

•

Isoplot http://www.bgc.org/isoplot_etc/isoplot.html


Vojtěch Janoušek: IV. Principy geochronologie

Recommend Documents