Geology Reference
In-Depth Information
1500
Amphibol
1000
Biotit
4.142
Dieses Beispiel aus der Kontakt-
aureole einer 55 Ma alten Quarzmonzonit-
Intrusion in den Colorado Front Ranges,
USA, zeigt deutlich die Überprägung der
Altersinformation in verschiedenenen Mine-
ralen durch die kontaktmetamorphe Tempe-
raturerhöhung. Amphibol ist hier deutlich
„widerstandsfähiger“ als K-Feldspat und
Biotit. Nach Hart (1964).
500
K-Feldspat
0
1
10
100
1000
10000
Abstand vom Kontakt (m)
dem K-Zerfall seit dem geologischen Ereignis
stammt. Während dies für magmatische Pro-
ben meist kein Problem darstellt, ist diese wün-
schenswerte Vorbedingung bei metamorphen
Proben häufig nicht erfüllt, und dann sind die
Ar-Ar-Alter problematisch. Die Verschiebung
derK-Ar-A terä tererregionalmetamorpher
Minerale während der Intrusion eines jüngeren
Plutons ist in Abb. 4.142 dargestellt und zeigt,
wie anfällig das K-Ar-System für Ar-Verlust ist.
Diese Altersverschiebung wird häufig als „
re-
setting
“bezeichnet.
18,6 % das zweithäufigste ist, während das ra-
diogene
176
Hf nur 5,2 % ausmacht.
Das Isotopensystem beruht auf dem
b
-
-Zerfall
von
176
Lu zu
176
Hf. Die Halbwertszeit des
176
Lu
beträgt nach verschiedenen Autoren rund 35,5,
35,9 oder 37,17 Milliarden Jahre, ist also nur
auf etwa eineinhalb Milliarden Jahre genau be-
kannt. Für die Isochronen-Methode werden die
Verhältnisse dieser Isotope zum stabilen
177
Hf
in einem Diagramm aufgetragen, die Zerfalls-
gleichung lautet dann
F
176
Hf
177
Hf
¥
×(e
l
t
-1)
Wie bei Sr- und Nd-Isotopen wird auch bei Hf
ein
e
Hf
und ein
Hf-Modellalter
in gleicher
Weise definiert. Da Hafnium der geochemische
Zwilling von Zirkonium ist, findet man es ins-
besondere in
Zirkonen
angereichert, die sehr
geringe Lu/Hf-Verhältnisse aufweisen. Da diese
außerdem sehr verwitterungsresistent sind,
hohe Schließungstemperaturen haben und mit
der U-Pb-Methode gut datiert werden können,
sind unterschiedlich alte Zirkone ideal geeig-
net, um mithilfe der Lu-Hf-Methode
Krusten-
und Mantelentwicklungsprozesse
zu untersu-
chen (z. B. Abb. 4.143). Dies diente im Wesentli-
chen dem Test von Modellen, die auf dem ana-
lytisch einfacher handhabbaren Sm-Nd-System
beruhten.
177
Hf
¥
=
F
176
Hf
177
Hf
¥
0
+
F
176
Lu
4.8.3.5 Das Lu/Hf-System
In den letzten Jahren wird dieses System insbe-
sondere für die geochronologische Einordnung
metamorpher Prozesse und den Test von Ent-
wicklungsmodellen für Kruste und Mantel zu-
nehmend beliebter. Es verbindet das stark in-
kompatible (ähnlich Nd) HFS-Element Haf-
nium (den geochemischen Zwilling des Zirko-
niums, siehe Kasten 4.12) mit dem schwersten
Seltenerdelement Lutetium, das weniger in-
kompatibel ist. Lu hat nur zwei natürliche Iso-
tope,
175
Lu mit einer Häufigkeit von 97,4 % und
176
Lumit2,6%.HfhatdagegensechsIsotope
zwischen
174
Hf und
180
Hf, von denen
180
Hf mit
35,1 % das häufigste und
177
Hf mit immerhin
