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4.8.3 Wichtige Systeme radiogener
Isotope
RbalsauchSrrelativleichtdurchFluidemo-
bilisierbar. Das bedeutet, dass in Gesteinen,
die lange zurückliegende Kristallisations- oder
Metamorphoseereignisse anzeigen, die große
Gefahr besteht, dass die Rb-Sr-Systematik
durch spätere, auch relativ kleine und vielleicht
petrographisch gar nicht stark in Erscheinung
tretende Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen
durcheinandergebracht worden ist. Hinzu
kommt, dass die Schließungstemperaturen für
dieses System aufgrund relativ schneller Diffu-
sion auf Korngrenzen und z. T. auch in Fest-
stoffen bei den meisten Mineralen meist relativ
niedrig sind, in der Größenordnung von
300-500 °C (Abb. 4.121). Trotzdem wurden ins-
besondere in der Vergangenheit sehr viele plu-
tonische Komplexe erfolgreich mit dieser Me-
thode datiert. Häufig sind dabei allerdings Un-
sicherheiten von mehreren Millionen bis sogar
ZehnermillionenJahreninKaufzunehmen.
Erschwerend kommt hinzu, dass das initiale
4.8.3.1 Das Rb/Sr-System
Das Rb-Sr-System beruht auf dem Zerfall von
87
87
Sr mit einer Halbwertszeit von 48,8
Milliarden Jahren (was einem
l
von 1,42 · 10
-11
pro Jahr entspricht; Abb. 4.118). Als Normie-
rungsisotop verwendet man das stabile
86
Sr. Es
ergibt sich also in Anlehnung an die Geochro-
nologen-Gleichung in Abschnitt 4.8.1
Rb zu
F
87
Sr
86
Sr
¥
=
F
87
Sr
86
Sr
¥
0
+
F
87
Rb
86
Sr
¥
×(
e
l
t
-1)
Wie das im nächsten Abschnitt folgende Sm-
Nd-System ist auch das Rb-Sr-System aufgrund
dersehrlangenHalbwertszeitdazugeeignet,
geologisch frühe bzw. lange Prozesse zu datie-
ren und zu verfolgen, also z. B. die Entstehung
der Erdkruste oder verschiedener Reservoire
des modernen Erdmantels durch Differenzie-
rung des primitiven Erdmantels. Aufgrund des
sehr langsamen Rb-Zerfalls müssen Sr-Isoto-
pen-Verhältnisse extrem präzise gemessen wer-
den, typischerweise auf vier bis fünf Nachkom-
mastellen. Durch den Vergleich mit dem Wert
der
Durchschnittserde
(im Englischen
Bulk
Earth
)erhältmanden
e
Sr
-Wert, der folgender-
maßen definiert ist:
(a)
Muskovit
Biotit
K-Feldspat
Gesamtgestein
Plagioklas
Apatit
87
Rb /
86
Sr
F
87
Sr
Sr
¥
Gesteinsprobe
F
87
Sr
(b)
1,000
86
e
Sr
=
-1
× 10.000
Flossenbürger Granit
t = 283 ± 11 Ma
87
Sr/
86
Sr
i
= 0,7177 ± 23
Muskovit
Sr
¥
Durchschnittserde
0,900
86
Gesamtgestein
K-Feldspat
Allerdings muss angemerkt werden, dass der
Wert der Durchschnittserde nur relativ un-
genau bekannt ist und von verschiedenen
Autoren unterschiedlich zwischen 0,7045 und
0,7052 angegeben wird, was die Schönheit
dieses Ansatzes doch signifikant beeinträch-
tigt.
InderGeochronologieistdieRb-Sr-Methode
zwar weit verbreitet, sie hat aber einige Haken,
die es zu erwähnen gilt. Einerseits sind sowohl
0,800
Plagioklas
0,700
10
30
50
70
87
Rb /
86
Sr
4.125
(a) Theoretische, also mit frei gewählten
Daten konstruierte Isochrone, die die relative
Lage der verschiedenen Minerale zueinander kor-
rekt wiedergibt. (b) Reale Isochrone für ein Bei-
spiel aus Köhler et al. (1974).
