İçerdikleri 87Rb ve 87Sr, 86Sr miktarına göre kayaçların ve minerallerin i yaşlarının tespiti Rubidyum Stronsiyum izotop sisteminin kullanımının

Transkript

1 Rubidyum Stronsiyum yaş tayini Radyometrik yaş tayini tekniği İçerdikleri 87Rb ve 87Sr, 86Sr miktarına göre kayaçların ve minerallerin i yaşlarının tespiti Rubidyum Stronsiyum izotop sisteminin kullanımının nedeni 87 Rb nin(doğal oluşan rubidyum izotoplarının ikisinden birisi) 87 Sr a 48.8 milyar yıl yarılanma ömrü ile bozunmasıdır.

2 Rb is oldukça uyumsuz bir elementtir.fraksiyonel kristalleşme esnasında manto minerallerinden birisinin bir parçası olma yerine magmatik eriyikte kalmaktadır.

3 Radyojenik evlat, 87 Sr, bu bozunma sürecinde oluşur ve Güneş Sisteminden önce yıldızların nükleosentezlerinde oluşmuştur.

4 Belirli bir jeolojik ortamdaki farklı mineraller zaman içerisinde farklı radyojenik stronsiyum 87/doğal oluşan stronsiyum 86 oranlarını edinebilirler; Bu minerallerin yaşları bir kütle spektrometresi il l öl ü l l spektrometresi ile yapılan ölçümlerle hesaplanabilir.

5 Eğer bu mineraller aynı silisik eriyikten kristalleşmişseler, her bir mineral parent eriyik olarak aynı ilksel 87 Sr/ 86 Sr oranı sahip olacaktır. Ancak mineralelrdeki Rb K ile yer değiştireceğinden ve bu mineraller farklı K/Ca oranlarına sahip olacağından, mineraller farklı Rb/Sroranlarınasahip olacaktır.

6

7 Fraksiyonel kristalleşme sırasında, Sr, Rb yi likit fazda bırakarak, plajiyoklazda yoğunlaşma eğiliminde olacaktır. Bundan dolayı, artık magmada Rb/Sr oranı zamanla artabilir, farklılaşmanın (diferansiyasyon) artmasıyla kayaçlarda artan Rb/Sr oranları görülebilir. En yüksek değerler (10 veya daha yüksek) pegmatitlerde gözlenebilir.

8 Genellikle Rb/Sr oranı plajiyoklaz, hornblend, K feldspat, biyotit, muskovit sırasıylaartış artış gösterir. Bu nedenle radyojenik 87 Sr için yeterli oluşma zamanı varsa, ölçülen 87 Sr/ 86 Sr değerleri minerallerde yukarıdaki sırayla artan biçimde farklı olacaktır.

9 Örneğin, plajiyoklaz, K feldspat, hornblend, biyotit ve muskovit gibi birçok majör Sr içeren minerali bulunan magmatik bir kayaç olan graniti düşünelim. Buminerallerin her biri, potasyum içeriklerine, eriyikteki Rb ve K konsantrasyonuna ve minerallerin oluştuğu sıcaklıklara bağlı olarak farklı ilksel rubidyum/stronsiyum oranlarına sahip olacaktır. Rubidyum eriyikteki konsantrasyonuna orantılı bir oranda minerallerin kafesindeki potasyum ile yer değiştirecektir. i i

10 Bowen reaksiyon serisine en uygun senaryoya göre granitik bir eriyik, plajiyoklaz ve hornblend içeren bir kümülat kristalleştirmeye başlayacaktır (tonalit veya diyorit gibi). Bu kümülat K ca (aynı (y zamanda Rb ce) fakir ancak Sr ce zengin (bu Ca ile yerdeğiştirdiğinden) olacaktır. Böylece eriyik K ve Rb ce zenginleşecektir.

11 Bu Rb nin yerdeğiştirebileceği K ca zengin ortoklaz ve biyotit gibi minerallerin çökelmesini sağlayacaktır. Tüm kayaçların ve içerdikleri minerallerin Rb Sr oranları ve Rb ve Sr bollukları çok farklı olacaktırbu da zaman ilerledikçe farklı kayaçlarda ve içerdikleri minerallerde farklı oranlarda radyojenik Sr un gelişmesine neden olacaktır.

12 Bir numunenin yaşı numune içindeki birtakım minerallerin analizi ile belirlenmektedir. Her bir numune için 87 Sr/ 86 Sr oranı 87 Rb/ 86 Sr oranına karşılık izokron denilen bir grafiğe işlenmektedir. Eğerbu şekildüz bir çizgi verirse örnekler tutarlıdır ve yaşlar da muhtemelen güvenilirdir. Çizginin eğimi numunenin yaşını vermektedir.

13

14 Öropiyum (Europium) anomalisi Bir mineraldeki eade Öropiyum Öopyu (Eu)konsantrasyonunun diğer nadir toprak elementlerine göre zenginleşmesi ya da fkl fakirleşmesi. Jeokimyada Eu anamalisi eğer mineraldeki Eu konsantrasyonu diğer NTE lere göre zenginleşmişse pozitif fakirleşmişse negatif olarak adlandıırlır.

15 Tüm lantanitler nispeten büyük üç değerlikli ğ (+3) iyonlar oluşturken, Eu and Seryum (Ce) ek değer değerliklere sahiptirler, Öropiyum 2+ iyonları oluşturuken, Ce4+ iyonları oluşturur. Eu için, indirgenmiş iki değerlikli (2+) katyonları plajiyoklazlarda jy ve diğer ğ minerallerde bulunan Ca 2+ ile aynı yüke sahiptir ve benzer boyuttadır.

16 Eu üç değerlikli haliyle (Eu 3+ ) yükseltgen bir magma içinde uyumsuz element iken, iki değerlikli haliyle (Eu 2+ ) kalsiyum (Ca 2+ ) ile yerdeğişebileceği indirgen bir magmada plajiyoklaz içine katılabilir.

17 Zenginleşmesi ya da fakirleşmesi Öropiyumun diğer mineralden öte plajiyoklazın bünyesine tercihli girmesindeki eğilimi ile açıklanmaktadır. Eğerbir magma kararlı (dengeli) plajiyoklaz kristalleştirirse, Eu nun çoğu bu mineralin bünyesine girerek bu mineral içerisinde Eu nun konsantrasyonunun diğer NTE lerine göre artmasına neden olacaktır (pozitif anomali).

18 Geri kalan magma Eu ca fakirleşecek, Eu Geri kalan magma Eu ca fakirleşecek, Eu konsantrasyonu magmadaki diğer NTE lerine göre düşük olacaktır. Eğer Eu ca fakirleşen magma plajiyoklazlarından ayrılırsa ve katılaşırsa, kimyasl bileşimi negatif Eu anomalisi gösterecektir.