Die Datierungsmethode des Rubidium-Strontiums ist ein radiometric Datierung auf von Wissenschaftlern verwendete Technik, um das Alter von Felsen und Mineralen von den Mengen zu bestimmen, die sie von spezifischen Isotopen von Rubidium (Rb) und Strontium enthalten (Sr, Sr.

Der Entwicklung dieses Prozesses wurde vom deutschen Chemiker Fritz Strassmann geholfen, der später fortgesetzt hat, Atomspaltung mit dem deutschen Chemiker Otto Hahn und schwedischen Physiker Lise Meitner zu entdecken.

Das Dienstprogramm des Isotop-Systems des Rubidium-Strontiums ergibt sich aus der Tatsache, dass Rb (eines von zwei natürlich vorkommenden Isotopen von Rubidium) zu Sr mit einer Halbwertzeit von 48.8 Milliarden Jahren verfällt. Außerdem ist Rb ein hoch unvereinbares Element, das, während der Bruchkristallisierung des Mantels, im magmatic bleibt, schmelzen, anstatt ein Teil von Mantel-Mineralen zu werden. Die radiogenic Tochter, Sr, wird in diesem Zerfall-Prozess erzeugt und wurde im ursprünglichen primordialen nucleosynthesis des Weltalls erzeugt.

Verschiedene Minerale in einer gegebenen geologischen Einstellung können ausgesprochen verschiedene Verhältnisse von radiogenic Strontium 87 zu natürlich vorkommendem Strontium 86 (Sr/Sr) im Laufe der Zeit erwerben; und ihr Alter kann durch das Messen des Sr/Sr in einem Massenspektrometer, das Wissen des Betrags der Gegenwart von Sr berechnet werden, als sich der Felsen oder das Mineral, und das Rechnen des Betrags von Rb von einem Maß der Gegenwart von Rb und Kenntnissen des Rb/Rb Gewicht-Verhältnisses geformt haben.

Wenn diese von demselben silicic kristallisierten Minerale schmelzen, hatte jedes Mineral denselben anfänglichen Sr/Sr, wie der Elternteil schmilzt. Jedoch, weil Rb K in Mineralen auswechselt und diese Minerale verschiedene K/Ca Verhältnisse haben, werden die Minerale verschiedene Rb/Sr Verhältnisse gehabt haben.

Während der Bruchkristallisierung neigt Sr dazu, konzentriert in plagioclase zu werden, Rb in der flüssigen Phase verlassend. Folglich kann das Rb/Sr Verhältnis im restlichen Magma mit der Zeit zunehmen, auf Felsen mit der Erhöhung von Rb/Sr Verhältnissen mit der zunehmenden Unterscheidung hinauslaufend.

Höchste Verhältnisse (10 oder höher) kommen in pegmatites vor.

Gewöhnlich nimmt Rb/Sr in der Ordnung plagioclase, hornblende, dem K-Feldspaten, biotite, dem Moskowiter zu. Deshalb, in Anbetracht der ausreichenden Zeit für die bedeutende Produktion (ingrowth) radiogenic Sr, werden Sr/Sr gemessene Werte in den Mineralen verschieden sein, in derselben Ordnung zunehmend.

Beispiel

Ziehen Sie zum Beispiel den Fall eines Eruptivfelsens wie ein Granit in Betracht, der mehrere Hauptsr-Lager-Minerale einschließlich des plagioclase Feldspaten, K-Feldspaten, hornblende, biotite, und Moskowiters enthält. Jedes dieser Minerale hat einen verschiedenen anfänglichen Verhältnis-Abhängigen des Rubidiums/Strontiums auf ihrem Kalium-Inhalt, der Konzentration von Rb und K im Schmelzen und der Temperatur, bei der sich die Minerale geformt haben. Rubidium wechselt das Kalium innerhalb des Gitters von Mineralen an einer Rate aus, die zu seiner Konzentration innerhalb des Schmelzens proportional ist.

Das ideale Drehbuch gemäß der Reaktionsreihe von Bowen würde sehen, dass ein Granit zu schmelzen beginnt, einen anhäufen Zusammenbau von plagioclase und hornblende zu kristallisieren (d. h.; tonalite oder diorite), der in K niedrig ist (und folglich Rb), aber hoch in Sr (weil wechselt das Ca aus), der proportional das Schmelzen in K und Rb bereichert. Das verursacht dann Mondstein und biotite, beide K reiche Minerale, in die Rb vertreten kann, um sich niederzuschlagen. Die resultierenden Rb-Sr Verhältnisse und der Überfluss von Rb und Sr sowohl an den ganzen Felsen als auch an ihren Teilmineralen werden deutlich verschieden sein. Das erlaubt so einer verschiedenen Rate von radiogenic Sr, sich in den getrennten Felsen und ihren Teilmineralen zu entwickeln, als Zeit fortschreitet.

Das Rechnen des Alters

Das Alter einer Probe wird durch das Analysieren mehrerer Minerale innerhalb der Probe bestimmt. Das Sr/Sr Verhältnis für jede Probe wird gegen sein Rb/Sr Verhältnis auf einem Graphen genannt einen isochron geplant. Wenn diese eine Gerade dann bilden, entsprechen die Proben, und das wahrscheinlich zuverlässige Alter. Der Hang der Linie diktiert das Alter der Probe.

Quellen des Fehlers

Rb-Sr Datierung verlässt sich auf das richtige Messen des Rb-Sr Verhältnisses einer ganzen oder Mineralfelsen-Probe, plus das Abstammen eines genauen Sr/Sr Verhältnisses für die ganze oder Mineralfelsen-Probe.

Mehrere Vorbedingungen müssen zufrieden sein, bevor ein Rb-Sr Datum als das Darstellen der Zeit der Aufstellung oder Bildung eines Felsens betrachtet werden kann.

• Das System muss geschlossen für die Verbreitung von Rb und Sr von der Zeit geblieben sein, in der sich der Felsen geformt hat oder unter der Verschluss-Temperatur (allgemein betrachtet gefallen ist, 650 °C zu sein);
• Die Minerale, die von einem Felsen genommen werden, um einen isochron zu bauen, müssen sich im chemischen Gleichgewicht miteinander oder im Fall von Bodensätzen geformt haben, zur gleichen Zeit abgelegt werden;
• Der Felsen muss keinen metasomatism erlebt haben, der das Rb-Sr System entweder thermisch oder chemisch gestört haben könnte

Einer der Hauptnachteile (und, umgekehrt, der wichtigste Gebrauch), Rb und Sr zu verwerten, um ein radiometric Datum abzuleiten, ist ihre Verhältnisbeweglichkeit besonders in Hydrothermalflüssigkeiten. Rb und Sr sind relativ bewegliche alkalische Elemente, und weil solcher relativ durch das heiße, häufig kohlensäurehaltige Hydrothermalflüssigkeitsgegenwart während metamorphism oder magmatism leicht bewegt werden.

Umgekehrt können diese Flüssigkeiten metasomatically, einen Felsen verändern, neuen Rb und Sr in den Felsen einführend (allgemein während der potassic Modifizierung oder calcic (albitisation) Modifizierung. Rb-Sr kann dann auf der veränderten Mineralogie bis heute die Zeit dieser Modifizierung, aber nicht das Datum verwendet werden, zu dem sich der Felsen geformt hat.

So verlangt das Zuweisen der Altersbedeutung zu einem Ergebnis das Studieren des metasomatic und der Thermalgeschichte des Felsens, irgendwelcher metamorphen Ereignisse und irgendwelcher Beweise der flüssigen Bewegung. Ein Rb-Sr Datum, das an der Abweichung mit anderem geochronometers ist, kann nicht nutzlos sein, es kann Daten auf einem Ereignis zur Verfügung stellen, das das Alter der Bildung des Felsens nicht vertritt.

Gebrauch

Geochronology

Der Rb-Sr Datierung auf Methode ist umfassend in der Datierung auf Felsen verwendet worden. Wenn der anfängliche Betrag von Sr bekannt ist oder extrapoliert werden kann, kann das Alter durch das Maß der Konzentrationen von Rb und Sr und des Sr/Sr Verhältnisses bestimmt werden. Die Daten zeigen das wahre Alter der Minerale nur an, wenn die Felsen nachher nicht verändert worden sind.

Das wichtige Konzept in der Isotopic-Nachforschung ist, dass Sr auf jedes Mineral durch verwitternde Reaktionen zurückzuführen gewesen ist, wird denselben Sr/Sr wie das Mineral haben.

Isotop-Geochemie

Sr/Sr anfängliche Verhältnisse sind ein nützliches Werkzeug in der Archäologie, forensics und Paläontologie, weil der Sr/Sr eines Skelettes, Seeschale oder tatsächlich ein Tonartefakt mit den Quellfelsen direkt vergleichbar ist, auf die es gebildet wurde, oder auf den der Organismus gelebt hat. So durch das Messen des aktuell-tägigen Sr/Sr Verhältnisses (und häufig der Nd-Nd Verhältnisse ebenso) kann der geologische Fingerabdruck eines Gegenstands oder Skelettes gemessen werden, Wanderungsmustern erlaubend, bestimmt zu werden.

Strontium-Isotop stratigraphy

Strontium-Isotop stratigraphy verlässt sich auf anerkannte Schwankungen im Sr/Sr Verhältnis des Meerwassers mit der Zeit. Die Anwendung des Isotops von Sr stratigraphy wird allgemein auf Karbonat-Proben beschränkt, für die die Meerwasser-Kurve von Sr gut definiert wird. Das ist für die Zeitskala von Cenozoic weithin bekannt, aber, wegen der schlechteren Bewahrung von Karbonat-Folgen im Mesozoischen und früheren, wird sie für ältere Folgen nicht völlig verstanden.

In älteren Folgen diagenetic Modifizierung, die mit größeren Unklarheiten im Schätzen absoluter Alter verbunden ist, die erwartet sind, vom Übergreifen zwischen anderem geochronometers (zum Beispiel U-Th) zu fehlen, führt zu größeren Unklarheiten in der genauen Gestalt der Isotop-Meerwasser-Kurve von Sr.

• Jacobsen S.B., Testamente J., Yin Q., 2000. Meerwasser-Isotop-Aufzeichnungen, crustal Evolution, Tektonik und atmosphärische Evolution. Verhandlungen, der Siebente Jährliche V.M. Goldschmidt Conference, 2000. PDF Auszug
• USGS (2004) Mittel auf Isotopes:Strontium, http://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/period/sr_iig.html Zugegriffen am 20. Februar 2006.

Links

• CSIRO Erdöl - globale Sr Meerwasser-Isotop-Evolution