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Tab. 2.2
Schließungstemperaturen von Mineralen in verschiedenen
Mineral
Schließungstemperatur (°C)
Kalium-Argon-Methode
Hornblende
530(40)
Biotit
280(40)
Muskovit
350
Mikroklin
130(15)
Uran-Blei-Methode
Zirkon
> 750
Abb.2.2
Rekonstruktion der Versenkungs- und Hebungsgeschichte ei-
nes Gesteins aus den Schließungstemperaturen T
S
von drei unterschied-
lichen Mineralsystemen; hier gezeigt: Versenkung mit anschließender
Hebung
Monazit
> 650
Sphen (Titanit)
> 600
Allanit
> 600
Apatit
350
Rubidium-Strontium-Methode
Biotit
320
Da der radioaktive Zerfall stochastisch ist, streuen die Er-
gebnisse mehrerer Messungen am selben Material mit einer
Standardabweichung
¢
um ihren Mittelwert. Die zur Erklä-
rung der Messungen wichtigen Begriffspaare Genauigkeit
(
accuracy
) und Streuung (
precision
), systematische und sta-
tische Fehler bzw. Absolut- und Relativfehler kann man sich
anhand von Würfen auf eine Dartscheibe veranschaulichen
genaue Messwerte eine Größe offensichtlich besser charak-
terisieren als wenig streuende aber ungenaue.
Die Bestimmung von absoluten Isotopenkonzentrationen
ist schwierig und vor allem sehr ungenau. Deshalb wer-
den mit Massenspektrometern Isotopenverhältnisse unter
Anwendung der Isotopenverdünnungsmethode gemessen.
Dabei wird der Probe eine sehr genau bestimmte Menge
einer Markierung (
spike
) mit bekannter Zusammensetzung
aus stabilen Tochter- und Elternelementen zugesetzt. Aus
Platzgründen wird auf eine weitere Beschreibung der bei der
radiometrischen Altersbestimmung verwendetenMessgeräte
und Messverfahren verzichtet und hierfür auf die ausge-
Wenn die zu datierenden Systeme nicht geschlossen sind,
können sowohl Eltern- als auch Tochterisotope zu- oder ab-
geführt werden. Das kann verschiedene Ursachen haben.
In magmatischen Gesteinen sind die Systeme oberhalb ei-
ner bestimmten Temperatur offen, unterhalb geschlossen
tersbestimmung nicht das wahre Gesteinsalter, sondern mit
dem Schließungsalter den Zeitpunkt des Unterschreitens der
sogenannten Schließungstemperatur (
closure temperature
).
Die meisten Minerale mit radioaktiven Isotopen finden sich
in Ergussgesteinen. Ihr Alter wird daher als Abkühlalter
(
cooling age
) bezeichnet, das den Zeitpunkt angibt, zu dem
das Magma unterhalb einer bestimmten Temperatur abge-
kühlt war. Ein Beispiel hierfür ist das K/Ar-System, weil
oberhalb von 280(40) °C bzw. 530(40) °C Argon als Gas
Muskovit
>
500
Apatit, Feldspat
350
Spaltspuren-Methode
Zirkon
225-175
Sphen (Titanit)
290(40)
Apatit
105(10)
Temperatur, der ein Gestein seit seiner Entstehung ausge-
setzt war, ist neben den Bildungsbedingungen oft auch durch
die Hebungs- und Versenkungsgeschichte des gesamten Ge-
steinsverbands bestimmt. Dann werden die radiometrischen
Methoden auch zur Rekonstruktion der zeitlichen Abfol-
ge tektonischer Ereignisse wie Hebung bzw. Versenkung
benutzt. Hierfür müssen gleichzeitig mehrere Systeme mit
unterschiedlichen Schließungstemperaturen T
S
datiert wer-
in der radiometrischen Altersdatierung verwendeten Zer-
fallsreihen und ihre Altersbereiche zusammen.
Radioaktive Isotope sagen wenig über das Alter von Sedi-
mentgesteinen oder Fossilien aus. Die in Sedimenten enthal-
tenen radioaktiven Minerale wurden durch Verwitterung von
Ergussgesteinen dorthin umgelagert. Ihre Datierung würde
das Abkühlalter der Schmelze ergeben, aus welcher das Er-
gussgestein ursprünglich auskristallisiert war. Dies ist offen-
sichtlich vom Bildungsalter der Sedimente selbst verschie-
den. Zur Datierung von Sedimenten können daher allen-
falls - sofern vorhanden - einige ungewöhnliche Minerale
wie etwa Glaukonit isoliert werden, welche amMeeresboden
während der Zementation der Sedimente gebildet werden.
Weil Glaukonit Kalium enthält, kann es mit der Kalium-
Argon-Methode datiert werden. Alle anderen marinen Se-
dimente werden mit den U/Th-Ungleichgewichtsmethoden
den Lumineszenz-Methoden, die auf Strahlenschädigungen
