Datação de rênio-ósmio - Rhenium–osmium dating
A datação de rênio-ósmio é uma forma de datação radiométrica baseada no decaimento beta do isótopo 187 Re a 187 Os . Isso normalmente ocorre com uma meia-vida de 41,6 × 10 9 anos, mas estudos usando átomos de 187 Re totalmente ionizados descobriram que isso pode diminuir para apenas 33 anos. Tanto o rênio quanto o ósmio são fortemente siderofílicos (amante do ferro), enquanto Re também é calcofílico (amante do enxofre), o que o torna útil na datação de minérios de sulfeto , como depósitos de ouro e Cu-Ni.
Este método de datação é baseado em um isócrono calculado com base em razões isotópicas medidas usando N-TIMS (Negativo - Espectrometria de Massa de Ionização Térmica ).
Isocrono de rênio-ósmio
A datação de rênio-ósmio é realizada pelo método de datação por isócrono . Os isócrons são criados pela análise de várias amostras que se acredita terem se formado ao mesmo tempo a partir de uma fonte comum. O Re-Os isocrônica parcelas a proporção de radiogênico 187 O para não-radiogênicos 188 Os contra a razão entre o pai isótopo 187 Re para o isótopo não-radiogênico 188 Os. O isótopo de ósmio estável e relativamente abundante 188 Os é usado para normalizar o isótopo radiogênico no isócrono.
A isócrona Re-Os é definida pela seguinte equação:
Onde:
- t é a idade da amostra,
- λ é a constante de decaimento de 187 Re,
- ( e λ t -1) é a inclinação da isócrona que define a idade do sistema.
Um bom exemplo de aplicação do método isocrônico Re-Os é um estudo sobre a datação de um depósito de ouro no campo de mineração de Witwatersrand , na África do Sul .
Evolução isotópica de rênio-ósmio
Rênio e ósmio foram fortemente refratários e siderófilos durante o acúmulo inicial da Terra, o que fez com que ambos os elementos entrassem preferencialmente no núcleo da Terra. Assim, os dois elementos deveriam ser exauridos no silicato da Terra, embora a proporção de 187 Os / 188 Os do manto seja condrítica . A razão para esta aparente contradição é devida à mudança no comportamento entre Re e Os em eventos de fusão parcial. Re tende a entrar na fase de fusão (incompatível) enquanto Os permanece no resíduo sólido (compatível). Isso causa altos índices de Re / Os na crosta oceânica (que é derivada do derretimento parcial do manto) e baixos índices de Re / Os no manto inferior. A este respeito, o sistema Re-Os para estudar a evolução geoquímica das rochas do manto e na definição da cronologia da diferenciação do manto é extremamente útil.
Os xenólitos de peridotita que se pensa serem a amostra do manto superior às vezes contêm razões supracondríticas Os-isotópicas. Acredita-se que isso seja evidência de uma crosta basáltica com alto Re / Os subduzida que está sendo reciclada de volta ao manto. Esta combinação de derretimento radiogênico ( 187 Os que foi criado pela decomposição de 187 Re ) e derretimento não radiogênico ajuda a apoiar a teoria de pelo menos dois reservatórios Os-isotópicos no manto. O volume de ambos os reservatórios é estimado em cerca de 5-10% de todo o manto. O primeiro reservatório é caracterizado pelo esgotamento em Re e proxies para a fertilidade do derretimento (como concentrações de elementos como Ca e Al). O segundo reservatório é condrítico em composição.
A medição direta da idade da crosta continental por meio da datação por Re-Os é difícil. A infiltração de xenólitos por seu magma comumente Re-rico altera as verdadeiras razões Re / Os elementares. Em vez disso, a determinação das idades do modelo pode ser feita de duas maneiras: idades do modelo de "re-esgotamento" ou modelo de "idade de fusão". O primeiro encontra a idade mínima do evento de extração assumindo que a relação Re / Os elementar é igual a 0 (resíduos de komatiita têm Re / Os de 0, então isso supõe que um xenólito foi extraído de um derretimento próximo a komatiita). O último fornece a idade do evento de fusão inferida a partir do ponto em que um proxy de fusão como Al 2 O 3 é igual a 0 (a antiga litosfera subcontinental tem porcentagens em peso de CaO e Al 2 O 3 variando de 0 a 2%).
Sistemática Pt-Re-Os
A decadência radioativa de 190 Pt a 186 Os tem meia-vida de 6,5 (3) × 10 11 anos (que é mais longa do que a idade do universo, por isso é essencialmente estável). No entanto, 187 Os / 188 Os e 186 Os / 188 Os in situ de magmas relacionados com a pluma moderna mostram enriquecimento simultâneo que implica uma fonte que é supracondrítica em Pt / Os e Re / Os. Uma vez que ambos os isótopos parentais têm meias-vidas extremamente longas, o reservatório rico em isótopos Os deve ser muito antigo para permitir que os isótopos filhos se formem. Estas observações são interpretadas para apoiar a teoria da crosta subduzida arqueana contribuída com Os-isótopos ricos que derretem no manto.