Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS ...

Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS): Principes, Complexités & Perspectives
est possible de dater différents événements (cristallisation, recristallisation ou
refroidissement). A ce titre, une notion importante véhiculée par le système U-Pb
dans les minéraux accessoires est la notion de diffusion des éléments dans le
réseau cristallin. Cette notion a été exploitée pour définir la température de fermeture
d'une espèce chimique dans un minéral donné (Dodson, 1973). La température de
fermeture (T f ) est définie comme la température en dessous de laquelle les éléments
chimiques ne peuvent plus diffuser hors du système et correspond donc à la
température à partir de laquelle le système minéralogique commence à accumuler
les produits radiogéniques issus de la désintégration des isotopes radioactifs. C'est
la température d'initiation d'un chronomètre isotopique.
T f =
où
E/R
_______________________________
ln {ART f 2 (D 0 /a 2 )/(ET)}
A = constante dépendant de la géométrie de diffusion du système (55 pour une
sphère),
T = taux de refroidissement (= dT/dt),
a = rayon de diffusion,
R = constante universelle des gaz,
D 0 = facteur pre-exponentiel,
E = energie d'activation/mole.
Le tableau ci-dessous résume les T f pour la diffusion du Pb dans les
principales phases minérales utilisées en géochronologie U-Pb
Minéral T f Référence
Allanite > 700°C Oberli et al., 2004
(Ca, Ce, La, Y) 2 (Al, Fe) 3 (SiO 4 ) 3 OH
Apatite CaPO 4 450-550°C Cherniak et al., 1991
Grenat 900°C Burton & O'Nions, 1991
Monazite (La, Ce) PO 4 725°C Copeland et al., 1988
Rutile TiO 2 > 650°C Schärer & Labrousse, 2003
Sphène CaTiSiO 5 > 700°C Zhang & Schärer, 1996;
Pidgeon et al., 1996
Xénotime YPO 4 750°C Dahl, 1997
Zircon ZrSiO 4 > 900°C Cherniak & Watson 2001
Tableau 2: Récapitulatif des températures de fermeture retenues pour les principaux
minéraux utilisés en géochronologie U-Pb.
Cette notion de température de fermeture présente cependant un certain
nombre de limites. En particulier on pourra remarquer que, d’après l’équation cidessus,
les seuls paramètres influant sur la valeur de T f sont le taux de
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