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

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

Tabla periódica de los elementos

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).

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

Zr

- 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

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.

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

Fraccionamiento de Lu/Hf en sedimentos marinos

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.

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!

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

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.

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

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

Aplicaciones geocronológicas

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.

()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.

Isotopía de Os en el Campo Volcánico Michoacán-Guanajuato

Chesleyet al., EPSL(2002)

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