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Método Sm-Nd

Sistemática Sm-Nd Deve-se tomar os mesmos cuidados mencionados para

a construção dos diagramas isocrônicos Rb-Sr; As amostras devem ser homogêneas e representativas

da unidade a ser datada; Os efeitos da alteração intempérica ou hidrotermal,

neste caso, não interferem no resultado das datações;

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Sm e Nd são elementos terras raras (Grupo 3B) que ocorrem na maioria dos minerais formadores de rochas

Número atômico do Nd = 60 e Sm = 62; Raio Iônico do Nd = 1,08 e Sm = 1,04

147Sm (abundância de 15%) é radioativo e decai (emissão α) para 143Nd

147Sm62 ––> 42 + 143Nd60 + Q

A meia-vida do 147Sm é de 1.06 x 1011 anos, suficiente para datar materiais rochosos terrestre e extraterrestre

O método Sm-Nd difere dos demais porque Sm e Nd mostram o mesmo comportamento químico

Rochas basálticas os ETR ocorrem em clinopiroxênio, anfibólios e granadas e em rochas graníticas: feldspato, micas, acessórios

Grande resistência a lixiviação, difícil difusão no estado sólido;

Insensibilidade às influências térmicas

Nas rochas terrestres e minerais a razão 0,1< Sm/Nd > 0,37 (grande similaridade química entre Sm e Nd

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São aplicados com sucesso no estudo de terrenos metamórficos, utilizando rocha total e minerais (granada, hornblenda, piroxênio, apatita, ilmenita) = isócrona interna.

São especialmente apropriados para o estudo de rochas básicas e ultrabásicas (pobres em Rb, Sr e zircão).

Table 9-1. Partition Coefficients (CS/CL) for Some Commonly Used Trace Elements in Basaltic and Andesitic Rocks

Olivine Opx Cpx Garnet Plag Amph MagnetiteRb 0.010 0.022 0.031 0.042 0.071 0.29 Sr 0.014 0.040 0.060 0.012 1.830 0.46 Ba 0.010 0.013 0.026 0.023 0.23 0.42 Ni 14 5 7 0.955 0.01 6.8 29Cr 0.70 10 34 1.345 0.01 2.00 7.4La 0.007 0.03 0.056 0.001 0.148 0.544 2Ce 0.006 0.02 0.092 0.007 0.082 0.843 2Nd 0.006 0.03 0.230 0.026 0.055 1.340 2Sm 0.007 0.05 0.445 0.102 0.039 1.804 1Eu 0.007 0.05 0.474 0.243 0.1/1.5* 1.557 1Dy 0.013 0.15 0.582 1.940 0.023 2.024 1Er 0.026 0.23 0.583 4.700 0.020 1.740 1.5Yb 0.049 0.34 0.542 6.167 0.023 1.642 1.4Lu 0.045 0.42 0.506 6.950 0.019 1.563Data from Rollinson (1993). * Eu3+/Eu2+ Italics are estimated

Rare

Ear

th E

lem

ents

144Sm

147Sm

148Sm

149Sm

150Sm

152Sm

154Sm

142Nd

143Nd

144Nd

145Nd

146Nd

148Nd

150Nd

Sm Nd

4

147Sm62 ––> 42 + 143Nd60 + Q

= 6,54 x 10-12a-1 T1/2 = 106 Ga

Equação da Idade

F* = P (et - 1)

143Nd* = 147Sm (et - 1)

143Nd = 143Ndo + 147Sm (et - 1)

143Nd/144Nd = 143Ndo/144Nd + 147Sm/144Nd (et - 1)

Isócronas Sm/Nd

Valem as mesmas premissas do método Rb-Sr.

Amostras cogenéticas (Rocha total). Isócrona interna (Rt + minerais). Pontos com bom espalhamento e

alinhamento.

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Isócrona interna

0,5114

0,5118

0,5122

0,5126

0,5130

0,5134

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

147Sm/144Nd

143 N

d/14

4 Nd

Idade = 634 ± 1 MaRi =0.51130010 ± 0.00000094

Amostra LS-541BRt

Gt Lix

02

Isócrona Sm/Nd de rocha total.

0.5108

0.5110

0.5112

0.5114

0.5116

0.08 0.09 0.10 0.11 0.12

143 N

d/14

4 Nd

T = 2239 ± 370 MaRi =0.50972 ± 0.00026

MSWD = 1.6

12a

11MS1

11h11g

147Sm/144Nd

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Evolução do Nd na TerraA abundancia do isótopo radiogênico 143Nd e, portanto, da razão 143Nd/144Nd da Terra, tem crescido com o tempo devido ao decaimento radioativo do 147Sm para 143Nd.

A evolução da razão 143Nd/144Nd da Terra pode ser descrita por um modelo baseado na idade e na razão Sm/Nd (147Sm/144Nd) da Terra e na razão 143Nd/144Nd primordial.

A idade da Terra e a razão primordial 143Nd/144Nd são conhecidos a partir de análises isotópicas dos meteoritos

A evolução isotópica do Nd da Terra é representada por um modelo que assume que a razão Sm/Nd da Terra é igual àquela dos meteoritos condríticos ou seja:

O Nd da Terra evoluiu em um Reservatório Uniforme cuja razão Sm/Nd é igual a dos meteoritos Condríticos

CHUR – CHondritic Uniforme Reservoir

Valores atuais do CHUR:143Nd/144Nd = 0,512638

147Sm/144Nd = 0,1967

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O parâmetro ƐNd

Consiste basicamente na comparação da razão 143Nd/144Ndda amostra estudada para a época de sua formação ou deseu valor atual, com o reservatório condríctico uniformepadrão (CHUR), que seria representativo da terra global.

ƐNd(0) = (143Nd/144Nd)am - (143Nd/144Nd)CHUR) x 1000(143Nd/144Nd)

ƐNd(t) = ƐNd(0) – f(Sm/Nd) – 25,13 . T

f(Sm/Nd) = (147Sm/144Nd)am – (147Sm/144Nd)CHUR(147Sm/144Nd)CHUR

Idade Modelo Sm/NdAs idades modelo determinam o tempo no passado onde a razão143Nd/144Nd da rocha era igual a razão 143Nd/144Nd do CHUR ou do DM.CHUR pode também ser usado para calcular a idade na qual o Nd emuma rocha da crosta se separou do reservatório condrítico.

(143Nd/144Nd)hrocha - (143Nd/144Nd)h

x

147Sm/144Ndhrocha - 147Sm/144Ndh

x

T = 1/ ln +1[ ]Onde h são as razões medidas na amostra hoje e x a razão do CHUR ou DM

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Diagrama TDM x épsilon Nd

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Nd vs Sr

87 8 6Sr/ Sr

143 144Nd/ Nd

0

-10

-20

-30

+ 10

0,7100,700 0,7400,720 0,730

Nd(0)

Ortogna isses Máfic os

Ortognaissesinte rm ed iários

0 ,5110

0,5120

0 ,5130

Manto

7784

46

543A

64

3734

20

59

Água do m ar

Sed imento do Atlântico

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Idade de rochas magmáticas cogenéticas. Diagrama isocrônico similar ao sistema Rb-Sr, porém

mais difícil de se obter espalhamento dos pontos (Razões Sm/Nd varia de 0,1 a 0,37 para todo tipo de rocha).

Junto com Sr, usado como Indicador petrogenético.

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Empobrecido no manto superior em relação ao manto promordial, poisambos são elementos incompatíveis.

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