Lu (Z = 71) Lu es el elemento más pesado de las Tierras Raras ( HREE, grupo 3). Lu se encuentra en...
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Lu (Z = 71)
Lu es el elemento más pesado de las Tierras Raras ( HREE, grupo 3).
Lu se encuentra en concentraciones altas en minerales de pegmatitascomo óxidos (euxenita), carbonatos (bastnestita), fosfatos (xenotima,monazita), y silicatos (alanita, gadolinita).Pero: Lu también en granates!
Radio iónico Lu+3 = 0.93 Å parecido al Ca!
Lu tiene 2 isótopos naturales y 33 artificiales (150Lu - 184Lu)Naturales: 175Lu (97.4 %) y 176Lu (2.59%). 175Lu/176Lu = 37.36 ± 0.07
Peso atómico: 174.967 amu
El Método Lu-HfHerr et al. (1958)Método muy parecido a Sm-Nd
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Hf (Z = 72)
Hf es un elemento de alto potencial iónico (HFS):Hf en la tabla periódica (grupo 4) junto con Ti y Zr.
Geoquímicamente parecido al Zr (HfO2/ZrO2 0.01- 0.04 en zircones).
Hf se encuentra en zircón, badeleita y eudialita en concentraciones altas.
Radio iónico Hf+4 = 0.81 Å, Zr+4= 0.80 Å
Hf tiene 6 isótopos naturales y 26 artificiales (154Hf-185Hf).Naturales: 174Hf (0.16%); 176Hf (5.2%), 177Hf (18.6%), 178Hf (27.1 %), 179Hf(13.74 %) y 180Hf (35.2 %).
Peso atómico: 178.49 amu
El Método Lu-Hf
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Tabla periódica de los elementos
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Concentraciones de Lu y Hf enrocas y minerales.
Las concentraciones de amboselementos son en general muy bajas.Sólamente en mineralesricos en álcalis como arfvedsonite(anfíbol) y aegirina (piroxeno),esfena, cromita e ilmenita se pueden encontrar concentraciones mas altas.Abundancias en el sistema solar (rel. a 106 at Si):Lu = 3.67 x 10-2
Hf = 1.54 x 10-1 (Anders & Grevesse,1989).
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Decaimiento Lu-Hf
176Lu
176Hf 176Yb
e.c. 3%-
T1/2 = 3.53 x 1010 a 3.57 3.5 = 1.94 ± 0.07 x 10-11 a-1
176Hf 177Hf
=176Hf 177Hfi
+176Lu 177Hf
(et - 1)
176Lu → 176Hf + – + + Q
t = 1 (
176Hf/177Hfm - 176Hf/177Hfi
176Lu/177Hf+ 1)ln
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Zr
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- Para fechamientos con el método Lu-Hf se necesitan0.5 - 1.5 g de muestra.
- Problemas con la homogenización de muestras derocas enteras Lu y Hf en minerales accesorios!
- Disolución de la muestra requiere temperaturas altas(como Zr para U-Pb; 200-230 ºC)
- Efectos isobáricos Lu-Hf-Yb
Problemática analítica
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Propiedades geoquímicas
- Lu y Hf son elementos incompatibles en general.- Lu es relativamente menos incompatible que Hf,- pero en Cpx, Lu es casi compatible durante la fusión parcialy también granates tienen concentraciones elevadas de Lu.
- Comportamiento geoquímico de Lu y Hf parecido a Sm-Nd:a) No se movilizan durante el metamorfismo y/o intemperismo.b) La relación Lu/Hf de la “tierra global” debe ser igual a la de las condritas.c) El isótopo hijo es más incompatible que el padre.
- Magmas basálticos derivados del manto tienen generalmente relaciones Lu/Hf mas bajas que su fuente.
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Patchett & Tatsumoto (1980)
0.282772 *
0.0332 *
* Blichert-Toft& Albarède(1997)
Fraccionamiento de Lu-Hf mas fuerte en comparación a Sm-Nd y Rb/Sr en fuentes empobrecidas en elementos traza como MORB
Hf es mas incompatible con respecto a Lu y en comparación a Nd/Sm o Rb/Sr
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Fraccionamiento de Lu/Hf en sedimentos marinos
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Fraccionamiento en sedimentos: Gran variación en Lu/Hfcon relaciones Sm/Ndcasi constantes
Hf es parte del zircón.
Este mineral tiene alta resistencia al intemperismo.
Hf se queda enriquecido en sedimentos con granos de arenamientras está empobrecido ensedimentos con granos masfinos.
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Blichert-Toft & Albarède, EPSL (1997)
BSE debajo de la líneaDM-CC:
Para explicar la geoquímicaHf-Nd de BSE, se requieremas que los dos compo-nentes (DM y CC):Probablemente la cortezaoceánica y/o mesetas basálticas subducidas yalmacenadas en elManto, en la historiaantigua de la tierra.
Ningún basalto terrestrese ha formado del mantoprimitivo no diferenciado!
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El Método Re-Os
Herr & Merz (1955)
Re (Z = 75)
Renio es un metal noble del grupo VIIB de la tabla periódica y comparte muchas características con los platinoides (PGEs).
Re se encuentra en concentraciones considerables en molibdenita (MoS2: pocos ppm hasta 1.9%) y en sulfuros de Cu, komatiitas y meteoritas. En rocas ígneas ~0.5 ppb!
Radio iónico Re+4 = 0.71 Å, parecido a Mo +4 = 0.68 Å . Siderófilo!
Re tiene 2 isótopos naturales y 31 artificiales (160Re-192Re). Naturales: 185Re(37.4%) y 187Re (62.6%).
Peso atómico: 186.207 amu
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El Método Re-OsOs (Z = 76)
Osmio es un metal noble del grupo (VIII) de los platinoides (PGE: Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt).
Os se encuentra en minerales como osmiridio y en rocas ultramáficas (con sulfuros de Cu y Ni) y en meteoritas (hasta 70 ppm!). Ø 0.4 ppm en la corteza.
Radio iónico Os +4 = 0.71 Å. Siderófilo!
Os tiene 7 isótopos naturales y 27 artificiales (162Os-196Os).Naturales: 184Os (0.02%); 186Os (1.58%), 187Os (1.6%), 188Os (13.3%), 189Os (16.1%), 190Os (26.4%) y 192Os (41.0%).
Peso atómico: 190.2286 amu.
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Concentraciones de Re y Os en rocas y minerales.
Re se comporta como un elemento incompatible durante los procesos magmáticos.
Os se comporta como un elemento extremadamente compatible durante los procesos magmáticos (DOs/Olivino>>10)
Re/Os peridotitas = 0.08Re/Os basalto = 8.9
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Decaimiento Re-Os
187Re → 187Os + - + + Q (Qmax muy bajo: 8KeV)
)1(Re
188
187
188
187
188
187
t
o
eOsOs
OsOsOs
T1/2 = 4.23 0.12 x 1010 a (Lindner, 1989) = 4.56 0.11 x 1010 a (Luck & Allègre, 1983) = 4.3 = 4.27 = 1.64 0.04 x 10-11 a-1
También se usa el 186Os como referencia!
t = 1 (
187Os/188Osm - 187Os/188Osi
187Re/188Os+1)ln
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Aplicaciones geocronológicas
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Isótopos de Hf y Os enBasaltos de Hawaii
Mezcla EM1 y DMM (“Depleted Mantle MORB”)
El agua del mar puede contaminar la isotopía de Sr y Pb,pero la de Nd, Hf y Os no.
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()Os = ( -1) x 104187Os/188Os Muestra187Os/188Os CHUR
187Os/188Os CHUR(hoy) = 0.12863; 187Re/188OsCHUR = 0.423
Corteza Continental vs. Litósfera Subcontionental: Nd vs. ()Os
La litósfera subcontinentaly la corteza continental no se pueden distinguir fácilmente con la isotopíade Nd, pero con la de Os sí.
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Isotopía de Os en el Campo Volcánico Michoacán-Guanajuato
Chesleyet al., EPSL(2002)
!!