El Método Lu-Hf
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El Método Lu-Hf. Herr et al. (1958) Método muy parecido a Sm-Nd. Lu (Z = 71) Lu es el elemento más pesado de las Tierras Raras (  HREE, grupo 3). Lu se encuentra en concentraciones altas en minerales de pegmatitas como óxidos (euxenita), carbonatos (bastnestita), fosfatos (xenotima,

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Lu (Z = 71) Lu es el elemento más pesado de las Tierras Raras (  HREE, grupo 3). Lu se encuentra en concentraciones altas en minerales de pegmatitas

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Presentation Transcript


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

El Método Lu-Hf

Herr et al. (1958)Método muy parecido a Sm-Nd

Lu (Z = 71)

Lu es el elemento más pesado de las Tierras Raras ( HREE, grupo 3).

Lu se encuentra en concentraciones altas en minerales de pegmatitas

como óxidos (euxenita), carbonatos (bastnestita), fosfatos (xenotima,

monazita), y silicatos (alanita, gadolinita).

Pero: Lu también en granates!

Radio iónico Lu+3 = 0.93 Å  parecido al Ca!

Lu tiene 2 isótopos naturales y 33 artificiales (150Lu - 184Lu)

Naturales: 175Lu (97.4 %) y 176Lu (2.59%).

175Lu/176Lu = 37.36 ± 0.07

Peso atómico: 174.967 amu


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

El Método Lu-Hf

Hf (Z = 72)

Hf es un elemento de alto potencial iónico (HFS):

Hf en la tabla periódica (grupo 4) junto con Ti y Zr.

Geoquímicamente parecido al Zr (HfO2/ZrO2  0.01- 0.04 en zircones).

Hf se encuentra en zircón, badeleita y eudialita en concentraciones altas.

Radio iónico Hf+4 = 0.81 Å, Zr+4= 0.80 Å

Hf tiene 6 isótopos naturales y 26 artificiales (154Hf-185Hf).

Naturales: 174Hf (0.16%); 176Hf (5.2%), 177Hf (18.6%), 178Hf (27.1 %), 179Hf

(13.74 %) y 180Hf (35.2 %).

Peso atómico: 178.49 amu


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Tabla periódica de los elementos


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Concentraciones de Lu y Hf en

rocas y minerales.

Las concentraciones de ambos

elementos son en general muy

bajas.

Sólamente en minerales

ricos en álcalis como arfvedsonite

(anfíbol) y aegirina (piroxeno),

esfena, cromita e ilmenita se pueden encontrar concentraciones mas altas.

Abundancias en el sistema solar (rel. a 106 at Si):

Lu = 3.67 x 10-2

Hf = 1.54 x 10-1

(Anders & Grevesse,1989).


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

176Hf

176Hf

176Lu

=

+

(et - 1)

177Hf

177Hfi

177Hf

+ 1)

176Hf/177Hfm - 176Hf/177Hfi

1

(

t=

ln

176Lu/177Hf

Decaimiento Lu-Hf

176Lu →176Hf + b– + n + Q

176Lu

T1/2 = 3.53 x 1010 a

3.57

3.5

 = 1.94 ± 0.07 x 10-11 a-1

-

e.c. 3%

176Hf

176Yb


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Zr


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Problemática analítica

- Para fechamientos con el método Lu-Hf se necesitan

0.5 - 1.5 g de muestra.

- Problemas con la homogenización de muestras de

rocas enteras  Lu y Hf en minerales accesorios!

- Disolución de la muestra requiere temperaturas altas

(como Zr para U-Pb; 200-230 ºC)

- Efectos isobáricos Lu-Hf-Yb


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Propiedades geoquímicas

- Lu y Hf son elementos incompatibles en general.

- Lu es relativamente menos incompatible que Hf,

- pero en Cpx, Lu es casi compatible durante la fusión parcial

y también granates tienen concentraciones elevadas de Lu.

- Comportamiento geoquímico de Lu y Hf parecido a Sm-Nd:

a) No se movilizan durante el metamorfismo y/o intemperismo.

b) La relación Lu/Hf de la “tierra global” debe ser igual a la de

las condritas.

c) El isótopo hijo es más incompatible que el padre.

- Magmas basálticos derivados del manto tienen generalmente relaciones Lu/Hf mas bajas que su fuente.


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Hf es mas incompatible con respecto a Lu y en comparación a

Nd/Sm o Rb/Sr

Fraccionamiento de Lu-Hf mas fuerte en comparación a Sm-Nd

y Rb/Sr en fuentes empobrecidas en elementos traza como MORB

* Blichert-Toft

& Albarède

(1997)

0.282772 *

0.0332 *

Patchett & Tatsumoto (1980)


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Fraccionamiento de Lu/Hf en sedimentos marinos


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Fraccionamiento en

sedimentos:

Gran variación en Lu/Hf

con relaciones Sm/Nd

casi constantes

Hf es parte del zircón.

Este mineral tiene alta

resistencia al intemperismo.

Hf se queda enriquecido en

sedimentos con granos de arena

mientras está empobrecido en

sedimentos con granos mas

finos.


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

BSE debajo de la línea

DM-CC:

Para explicar la geoquímica

Hf-Nd de BSE, se requiere

mas que los dos compo-

nentes (DM y CC):

Probablemente la corteza

oceánica y/o mesetas basálticas subducidas y

almacenadas en el

Manto, en la historia

antigua de la tierra.

Ningún basalto terrestre

se ha formado del manto

primitivo no diferenciado!

Blichert-Toft & Albarède, EPSL (1997)


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

El Método Re-Os

Herr & Merz (1955)

Re (Z = 75)

Renio es un metal noble del grupo VIIB de la tabla periódica y comparte

muchas características con los platinoides (PGEs).

Re se encuentra en concentraciones considerables en molibdenita (MoS2: pocos ppm hasta 1.9%) y en sulfuros de Cu, komatiitas y meteoritas. En rocas ígneas ~0.5 ppb!

Radio iónico Re+4 = 0.71 Å, parecido a Mo +4 = 0.68 Å . Siderófilo!

Re tiene 2 isótopos naturales y 31 artificiales (160Re-192Re). Naturales: 185Re

(37.4%) y 187Re (62.6%).

Peso atómico: 186.207 amu


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

El Método Re-Os

Os (Z = 76)

Osmio es un metal noble del grupo (VIII) de los platinoides (PGE: Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt).

Os se encuentra en minerales como osmiridio y en rocas ultramáficas (con sulfuros de Cu y Ni) y en meteoritas (hasta 70 ppm!).

Ø 0.4 ppm en la corteza.

Radio iónico Os +4 = 0.71 Å. Siderófilo!

Os tiene 7 isótopos naturales y 27 artificiales (162Os-196Os).

Naturales: 184Os (0.02%); 186Os (1.58%), 187Os (1.6%), 188Os (13.3%), 189Os (16.1%), 190Os (26.4%) y 192Os (41.0%).

Peso atómico: 190.2286 amu.


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Concentraciones de Re y Os en rocas y minerales.

Re se comporta como un elemento incompatible durante los procesos magmáticos.

  • Os se comporta como un elemento

  • extremadamente compatible durante los

  • procesos magmáticos (DOs/Olivino>>10)

Re/Os peridotitas = 0.08

Re/Os basalto = 8.9


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

+1)

187Os/188Osm - 187Os/188Osi

1

(

ln

t =

187Re/188Os

Decaimiento Re-Os

187Re →187Os + b- + n + Q (Qmax muy bajo: 8KeV)

T1/2 = 4.23  0.12 x 1010 a (Lindner, 1989)

= 4.56  0.11 x 1010 a (Luck & Allègre, 1983)

= 4.3

= 4.27

 = 1.64  0.04 x 10-11 a-1

También se usa el 186Os como referencia!


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Aplicaciones geocronológicas


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Mezcla EM1 y DMM (“Depleted

Mantle MORB”)

Isótopos de Hf y Os en

Basaltos de Hawaii

El agua del mar puede contaminar la isotopía de Sr y Pb,

pero la de Nd, Hf y Os no.


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Corteza Continental vs. Litósfera Subcontionental: Nd vs.  ()Os

La litósfera subcontinental

y la corteza continental no

se pueden distinguir

fácilmente con la isotopía

de Nd, pero con la de Os sí.

()Os = ( -1) x 104

187Os/188Os Muestra

187Os/188Os CHUR

187Os/188Os CHUR(hoy) = 0.12863; 187Re/188OsCHUR = 0.423


Lu z 71 lu es el elemento m s pesado de las tierras raras hree grupo 3 lu se encuentra en concentraciones altas

Isotopía de Os en el Campo Volcánico Michoacán-Guanajuato

!!

Chesley

et al., EPSL

(2002)


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