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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica
Curso :
Geofísica general
Profesor :
Ing. R.E. DEZA
Alumno(s) :
REYSA TRUJILLO RAMOS
GIANFRANCO VARGAS POLO
20080378J
20081299F
Fecha de Presentación 02:30
MÉTODO DE FECHAMIENTO
ARGÓN 40
UNI - 2023 -I
GEOCRONOLOGIA UNI
GEOCRONOLOGIA
MÉTODOS USADOS PARA EL FECHAMINETO
Los métodos radiométricos de fechamiento geológica se basan en la transformación
radiactiva de un isótopo inestable. Por esta propiedad, el isótopo inestable denominado
padre, luego de un cierto período de tiempo se transforma en otro llamado hijo, que
puede ser estable o inestable. Si se determinan las concentraciones de esos dos
isótopos, padre e hijo, en la muestra en estudio y se conoce el valor de la constante de
desintegración del isótopo original, se puede calcular el tiempo transcurrido desde la
formación de esa roca hasta el presente (edad).
METODO DE FECHAMIENTO ARGÓN40
Es una datación radiométrica, el isótopo de peso 39 del argón es producido en la
estratosfera por colisión de un neutrón con un átomo de argón 40. El argón 39 se acumula
en la atmósfera llega a la superficie terrestre con las precipitaciones sólidas o liquidas y
se descomponen con rapidez a potasio 39.
El método del argón radiactivo es solo una variante inventada para reemplazar el método
del Potasio – Argón (K-Ar) que data de la precisión, pero adaptada para edades muy
jóvenes entre 100 y 1000 años.
® TÉCNICA:
La técnica del Ar40/Ar39 fue descrita en primer lugar por Sigurgeisson (1962), y
analizada más en detalle en posteriores informes de Merrihue (1965), Merrihue y Turner
(1966) y Michell (1968). La teoría y técnicas analíticas usadas en este método son
generalmente similares a las del método K-Ar convencional. La diferencia fundamental
es que en la geocronológía por 40Ar/39Ar no se requiere ningún análisis directo del
Potasio. Este se mide como una función del 39Ar que se produce a partir del 39K, que se
activa mediante neutrones en el núcleo de un reactor nuclear.
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GEOCRONOLOGIA UNI
40 Ar / 39 Ar proporciona edades isotópicas que se utilizan para obtener las historias
térmicas de los materiales geológicos. Las muestras de todas las edades a lo largo de la
historia de la Tierra puede fecharse con exactitud y precisión por el 40 Ar / 39 Ar, pero
una edad mínima práctica es cerca de 10.000 años. Antes del presente. Esta técnica, en
particular cuando se aplica a varios minerales dentro de una sola muestra y se utiliza en
conjunción con otras técnicas geocronológicos, puede proporcionar no sólo la edad de la
formación, sino también su formación posterior a la térmica y la historia de alteración
(sobre la base de argón "cierre" de las temperaturas varios minerales, la técnica puede
delinear la historia térmica en un rango de aproximadamente 100-550 ° C).
Esta técnica difiere de la técnica de K-Ar en que antes de la medición en un
espectrómetro de masas , la muestra es irradiada con neutrones en un reactor nuclear y
algunas de las K 39 (presente como una fracción conocida de la K total de la roca) se
encuentra en convertidos a 39 Ar. La relación entre el producto hija radiogénico, 40Ar, a 39Ar (como sustituto de la 40K) se puede medir en la misma muestra, dando una ventaja
práctica sobre K-Ar, donde el K40 y 40Ar deben ser medidos por separado, y mejorar la
exactitud de la medición.
® MÉTODO O FORMA:
La muestra se suele triturar a cristales simples del mineral y después seleccionada a
mano para su análisis. Estos luego son irradiados para producir 39Ar de 39K. La muestra
se desgasifica en un alto vacío del espectrómetro de masas a través de un láser o la
resistencia del horno. Es basado en la conversión de K a Ar, y la medida exacta de esta
conversión. La muestra se calienta en incrementos (paso de la calefacción) que libera
de los embalses de argón diferentes dentro del grano de cristal. Cada paso produce
argón con una cierta proporción de 40 Ar: 39 Ar, y sólo cuando el 80% o más de estos
pasos se encuentran dentro de error aceptable es de cristal de la edad de los conocidos.
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Espectrómetro de masas
® PRECISIÓN:
Típicamente ± 0,25% a 0,5% - 0,1% a 0,2% para sanidina y anortoclasa. Con las
condiciones de óptimo de la muestra, una edad # 10000 años es posible. A través de
geocronología 40 Ar / 39 Ar es generalmente una precisión de 1.2% para el recogido e
irradiados y tratados adecuadamente las muestras.
® ECUACIÓN DEL TIEMPO DE VIDA:
De esta manera, para la determinación de edades sólo se requiere la relación del 40Ar y
del 39Ar producido mediante el flujo de neutrones. En la técnica del 40Ar/39Ar, se
preparan en pequeñas cápsula de cuarzo muestras monominerales o de roca total, y se
disponen con una geometría conocida, incluyéndose varias muestras cuya edad K-Ar es
ya conocida. Varios miles de reacciones nucleares ocurren como resultado de la
irradiación, los isótopos de argón son formados por distintas reacciones que envuelven
potasio, calcio y clorita. Pero la reacción 39K(n,p) - 39Ar es la más importante para las
dataciones puesto que produce 39Ar (con una vida media de 265 años) a partir del 39K.
Una vez que se ha obtenido una cantidad fácilmente medible de 39Ar se finaliza la
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irradiación, y se espera un período de semanas para permitir la desintegración de los
radionucleidos de vida corta.
Usando la formulación de Mitchell (1968), el número de 39Ar formado en la muestra
por la irradiación de neutrones es:
(1)
Donde 39K es el número de átomos de este isótopo irradiado en la muestra, T es el
tiempo que irradiada la muestra, (e) es la densidad del flujo de neutrones de energía e,
(e) es la captura en la sección transversal de 39K por neutrones con energía e.
El número de átomos 40Ar* radiogenicos presentes en la muestra que llega a haber
durante su vida es:
(2)
Donde e es el decaimiento constante de 40K por electrones capturados y es el total
decaimiento de K40 en la muestra. Después de irradiar una muestra la razón 40Ar*40/39Ar
está dada por:
(3)
Definimos un parámetro J:
(4)
Sustituimos en la ecuación (2), quedando:
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(5)
Existe una variabilidad de energías que no son bien conocidas lo que dificulta el cálculo
de (e) y (e), pero con la ecuación (5) J puede ser determinada irradiando una muestra
de edad conocida junta con otra de edad desconocida. Después la razón 40Ar*/39Ar
puede ser registrada y medida, y J puede ser calculada con:
(6)
Donde tm es la edad conocida y 40Ar*/39Ar es el razón de los valores registrados.
La energía espectral del flujo de neutrones a que se expuso una muestra particular
depende de la posición que ocupo en el recipiente que la contiene. Por esta razón se
colocan en el recipiente muestras con edad ya conocidas con otras de edad
desconocidas. Este paquete de muestras es irradiado por varios días en el reactor nuclear
para permitir que el 39Ar sea producido. Una vez que se ha obtenido una cantidad
fácilmente medible de 39Ar se finaliza la irradiación, y se espera un período de semanas
para permitir la desintegración de los radio nucleidos de vida corta. El argón es liberado
por fusión en un sistema de extracción al vació y los valores de la razón 40Ar*/39Ar
son medidos por un espectrómetro de masa.
Los valores de la razón 40Ar*/39Ar de las muestras son entonces usados para calcular
las edades con la ecuación:
(7)
Dónde:
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λ es la constante radiactivo de desintegración de 40K (el cual es
aproximadamente 5,5 x 10-10 año-1, que corresponde a una vida media de
aproximadamente 1,25 millones de años)
J es el parámetro asociado al proceso de irradiación (factor J).
La estimación del error en el cálculo de la edad según Dalrymple y Lanphere es:
(8)
® LA DATACIÓN RELATIVA
El método de fechamiento 40Ar/39Ar es utilizado sólo como medidas de fechas relativas.
Con el fin de una edad que se calcula mediante la técnica 40Ar/39Ar, el parámetro J debe
ser determinada por la irradiación de la muestra desconocida, junto con una muestra de
edad conocida de un estándar. Debido a esta norma (primaria) en última instancia, no
se puede determinar por 40Ar/39Ar; debe determinarse en primer lugar por otro método
de datación isotópica. El método más utilizado hasta la fecha la norma principal es la
convencional K / Ar técnica .
® APLICACIONES:
El uso principal de geocronología 40Ar / 39Ar está dada para rocas ígneas y
minerales metamórficos. En 40Ar / 39Ar es poco probable que la edad de las intrusiones
de granito como la edad generalmente refleja en el momento en que un mineral que se
enfría a través de su temperatura de cierre. Sin embargo, en una roca metamórfica que
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no ha superado su temperatura de cierre de la edad probable a las fechas de la
cristalización de los minerales.
Es también posible con el método 40Ar / 39Ar obtener fechas de los movimientos en
sistemas de fallas, ya que los minerales diferentes tienen diferentes temperaturas de
cierre; por ejemplo:
La biotita es de ~ 300 ° C
La moscovita es de unos 400 ° C
La horblenda tiene una temperatura de cierre de ~ 550 ° C.
Por lo tanto, un granito que contiene los tres minerales grabará tres diferentes
"edades" de emplazamiento, ya que se enfría a través de estas temperaturas de cierre.
Así, a pesar de una edad de cristalización no se registra, la información sigue siendo útil
en la construcción de la historia térmica de la roca.
Algunos minerales pueden proporcionar información sobre la edad de una roca, pero
las hipótesis debe hacerse. Los minerales por lo general sólo graban la última vez que
se enfrían por debajo de la temperatura de cierre, y esto no puede representar a todos los
eventos que ha sufrido la roca, y no puede coincidir con la edad de la intrusión. Por lo
tanto, la discreción y la interpretación de la edad de citas es esencial. Ar 40/39
geocronología Ar supone que una roca se reserva todos de sus 40 Ar después del
enfriamiento más allá de la temperatura de cierre y que se trataba de la muestra
correctamente durante el análisis.
Esta técnica permite que los errores involucrados en K-Ar a comprobar. Argón-
argón tiene la ventaja de no requerir determinaciones de potasio. Los métodos
modernos de análisis permiten a las distintas regiones de los cristales que se investigue.
Este método es importante ya que permite la formación de cristales y de
refrigeración durante los diferentes eventos que se identificaron.
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
El problema que la técnica 40Ar/39Ar presenta en muestras de grano fino, es la perdida de 39Ar debido al retroceso, que se relaciona con el tamaño de grano y por consiguiente con
el grado de diagénesis/metamorfismo. El grado de perdida por retroceso disminuye con
el aumento del grado de metamorfismo.
El retroceso de 39Ar que ocurre durante la irradiación de neutrones, se traduce en edades
más antiguas que las obtenidas por la técnica de K-Ar
Foland (1992) desarrollan una técnica de datación de 40Ar/39Ar para material tamaño
arcilla, mediante calentamiento por paso, la que consiste en la encapsulación del
material al vacío en una ampolla de cuarzo, la cual captura el gas de 39Ar perdido por
retroceso durante la irradiación.
Otro problema presente es la detección de exceso de 40Ar, ya sea por incorporación de
argón dentro de la roca y minerales por procesos diferentes al decaimiento del 40Ar, o
por argón heredado que se originó dentro de granos de minerales por decaimiento de 40Ar por eventos antes de la formación de la roca.
La técnica del calentamiento por pasos puede algunas veces detectar este exceso de 40Ar, esto sucede al graficar las edades obtenidas. Este exceso puede ser reportado por
biotitas, piroxenos, hoblendas, plagioclasas.
El rango de aplicabilidad de esta técnica es el mismo que la del K-Ar, este último tiene
algunos inconvenientes en muestras con edades cercanas al millón de años, mientras
que el método Ar-Ar puede hasta datar muestras de 2000 años sin ningún problema.
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El tamaño de la muestra este método puede datar muestra de algunos granos.
Finalmente se muestran algunas dataciones, donde las dos primeras son bastante
confiables, pero la última se ve que la muestra no tenía el porcentaje potasio requerido
para datarla con este método.
BIBLIOGRAFIA
RENFREW, Collin y BAHN, Paul. Arqueología. Teorías, Métodos, y Práctica. ED. Akal. España. 1993.
RUTTER, Nathaniel W. Dating Methods of Pleistocene Deposits and Their Problems. Geocience Canada. Canada. 1985.
FIGINI, A. Geoarqueología: métodos de datación en el cuaternario. Publicaciones Latyr. La Plata. 1993
http://www.ingeis.uba.ar/default.php?page=geocronologia.htm
http://www.ite.educacion.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem/claves_evolucion/m1/m1_u2_texto/m1_u2_034.html
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