Método de Sm-Nd

1. Método de Sm-Nd 147Sm → 143Nd λ= 6.54 x 10-12 a-1 → t1/2= 106 Ga decaimiento a Se pueden fechar rocas de edad mayores de ~ 150 Ma Sm y Nd son tierras raras (grupo IIIB)

2. 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: olivino granate piroxenos anfíboles

3. 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

4. Ecuaciones Consideramos un sistema de edad t: • De la ecuación básica del decaimiento: puedo escribir: • 143NdP =Ndi + 147Sm (elt-1) en donde P indica la abundancia ahora (presente), e i la abundancia inicial de cada isótopo Dividimos por 144Nd, isótopo estable, con el fin de tener relaciones isotópicas y no abundancias absolutas

5. Obtendremos: 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

6. 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

7. 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)

8. 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 eNd que corresponde a una desviación de 104 de la curva del CHUR

9. 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 • eNd+: manto • eNd-: corteza • eNd0: CHUR

10. 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)

11. Para el CHUR los valores de eNd hoy yeNd 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: Abundancias y pesos atómicos hay que calcularlos como para Rb y Sr

12. 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

13. Cálculo de edad modelo • Para TCHUR: • Para TDM: • con:

14. 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

15. Se puede corelar Sm/Nd con Rb/Sr • Se corelacionan (eNdCHUR)i con el (eSrUR)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